Những con hải cẩu gắn cảm biến giúp khoa học giải mã bí ẩn ở Nam Cực
Thiếu chúng, bí ẩn này sẽ tiếp tục tồn tại sau nửa thế kỷ khiến các nhà khoa học bó tay.
Nếu bạn muốn tìm kiếm một trong những điều bí ẩn nhất trên hành tinh này, hãy đến Nam Cực. Ở đó, có những hố nước trong băng rộng hàng chục ngàn km2 đã làm bối rối các nhà khoa học trong suốt 5 thập kỷ.
Những hố nước này bóng băng rồi lại tan ra một cách rất ngẫu nhiên, không phụ thuộc vào nhiệt độ trong vùng. Rõ ràng phải có thứ gì đó dưới lòng biển đóng góp vào sự hình thành của chúng.
Phải đến tận bây giờ, bí ẩn về những hố nước này mới được một nhóm các nhà khoa học Mỹ giải mã. Họ đã sử dụng các vệ tinh, robot và đặc biệt là một đội cộng tác viên là những con hải cẩu voi gắn cảm biến và ăng-ten trên đầu để thu thập dữ liệu.
Những con hải cẩu voi có thể lặn sâu từ 600-2.000 m xuống lòng biển, chúng được ví như những con thoi của khung cửi, để dệt lên một ảnh chụp cắt lớp dưới lớp băng Nam Cực. Từ đó bí ẩn mới được hé lộ.
Polynya là thuật ngữ các nhà khoa học dùng để chỉ những khu vực nước lỏng được bao quanh bởi băng biển. Hiểu một cách khác, đó là những khu vực biển không bị đóng băng ở bên trong một khối băng.
Các polynya bắt đầu thu hút được sự chú ý của khoa học từ giữa thập niên 1970. Đó là khoảng thời gian con người phóng lên quỹ đạo các vệ tinh quan sát Trái Đất đầu tiên, và chúng đã chụp được ảnh một polynya có kích thước bằng New Zealand ở Nam Cực.
Trong vòng vài thập kỷ, các nhà khoa học đã để ý thấy một hố polynya khổng lồ và kỳ lạ ở vùng biển Weddell, phía tây bắc lục địa băng. Kích thước và tần số xuất hiện của hố polynya khổng lồ này không tương quan chặt với nhiệt độ. Điều này cho thấy phải có một cơ chế bí ẩn và phức tạp hơn thúc đẩy quá trình hình thành rất ngẫu nhiên của nó.
Cho đến đầu năm 2017, lỗ hổng polynya đã tạo ra một khu vực nước mở rộng tới 80,000 km2, gấp khoảng 2 lần diện tích đồng bằng sông Cửu Long
Polynya là những khu vực biển không bị đóng băng ở bên trong một khối băng.
Để nghiên cứu và giải mã bí ẩn của hố polynya Weddell, Ethan Campbell, một nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành hải dương học tại Đại học Washington, đã cùng các đồng nghiệp thu thập dữ liệu vệ tinh, trạm thời tiết, và đặc biệt nhất là một đội cộng tác viên là những con hải cẩu voi được gắn ăng-ten trên đầu.
Những con hải cẩu voi này phục vụ rất đắc lực cho các nhà khoa học nghiên cứu Nam Cực, vì chúng thường xuyên lặn sâu tới 600 mét dưới bề mặt đại dương, đôi khi còn vượt qua cả độ sâu 2.000 mét.
Hải cẩu voi gắn cảm biến trên đầu có thể thực hiện các phép đo cắt lớp qua vùng biển bí ẩn ở Nam Cực, điều mà thiếu chúng con người khó có cách khác để thực hiện.
Để đảm bảo an toàn cho những con hải cẩu voi này, các nhà khoa học chỉ dán thiết bị vào da đầu chúng bằng epoxy. Epoxy sẽ tự bong ra một cách tự nhiên sau vài tháng, hoặc khi các con hải cẩu voi trải qua quá trình thay lông hàng năm của chúng.
Nhờ các cộng tác viên đặc biệt của mình, các nhà khoa học bây giờ đã thu được dữ liệu cho thấy vùng biển Weddell đã phải trải chứng kiến những cơn bão mạnh bất thường trong thời gian gần đây. Độ mặn của nước vì lý do nào đó cũng gia tăng.
Theo nhóm nghiên cứu của Campbell, đây có khả năng là hai nguyên nhân chính cho sự hình thành polynya. Cả hai điều kiện khuyến khích nước biển ấm nổi lên bề mặt, làm tan băng biển và tạo ra lỗ hổng polynya.
Trong khi độ mặn và cường độ bão thay đổi từ năm này sang năm khác, polynya luôn xuất hiện xung quanh cùng một vị trí ở phía đông biển Weddell. Đó là bởi vì nó nằm trên một ngọn núi lớn dưới nước gọi là Maud Rise. Các dòng hải lưu hình thành xung quanh ngọn núi này tạo ra một dòng xoáy tập trung nước ấm vào đáy một mảng băng biển.
Hố polynya khổng lồ trên vùng biển Weddell Nam Cực
"Nghiên cứu cho thấy lỗ hổng polynya này thực sự được hình thành bởi một số yếu tố, mà tất cả phải xếp hàng lại với nhau mới xảy ra được", đồng tác giả Stephen Riser, giáo sư hải dương học tại Đại học Washington, cho biết. "Bất kỳ năm nào, bạn cũng có thể thấy một vài trong số những điều này xảy ra, nhưng trừ khi bạn có được tất cả, hố polynya mới xuất hiện"
Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng khủng hoảng biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến cả độ mặn của đại dương và sức mạnh của bão, vì vậy có vẻ nó cũng có khả năng ảnh hưởng đến các polynya ở Nam Cực.
Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa biết liệu sự nóng lên toàn cầu sẽ khiến các hố polynya xuất hiện nhiều hơn hay biến mất nhiều hơn. "Chúng tôi cần cải thiện các mô hình của mình để có thể nghiên cứu quá trình này, bởi nó có thể phản ánh hậu quả quy mô lớn của biến đổi khí hậu", giáo sư Riser nói.
Nghiên cứu của ông và các cộng sự vừa được công bố trên tạp chí Nature hồi đầu tuần.
