Phát hiện 'dấu vân tay mực nước biển' do băng tan

Nghiên cứu là chìa khóa dự đoán những thay đổi của mực nước biển trong tương lai do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.

Mực nước biển không tăng đồng đều

Khi các tảng băng tan chảy, một hiện tượng kỳ lạ và có tính trực quan cao sẽ xảy ra với mực nước biển. Về logic, hiện tượng này xảy ra giống như bập bênh. Trong khu vực gần nơi tảng băng tan chảy, mực nước biển tưởng như phải tăng lên nhưng thực chất sẽ giảm xuống. Tuy nhiên, ở cách xa hàng nghìn km, mực nước biển lại tăng lên.

Quá trình này xảy ra do lực hấp dẫn kéo về phía tảng băng bị mất đi, khiến nước phân tán ra xa. Mô hình này gọi là sự thay đổi mực nước biển do băng tan, còn gọi là “dấu vân tay mực nước biển” vì mỗi sông băng hoặc tảng băng tan chảy tác động khác nhau đến mực nước biển.

Khoa học về mực nước biển hiện đại đã xây dựng các yếu tố liên quan đến khái niệm dấu vân tay mực nước biển hơn một thế kỷ nay. Đây được coi là cốt lõi cho thấy mực nước biển toàn cầu không tăng đồng đều. Dù được chấp nhận rộng rãi, song lý thuyết này vướng phải một vấn đề là chưa ai tìm ra được dấu vân tay mực nước biển.

Nhóm các nhà khoa học do nhà địa vật lý Jerry X. Mitrovica và TS Sophie Coulson, Trường Đại học Harvard, Mỹ, mới đây cho biết đã phát hiện ra dấu vân tay mực nước biển đầu tiên. Kết quả được công bố trên tạp chí khoa học Science. Công trình đã xác nhận khái niệm này và củng cố niềm tin vào các mô hình dự đoán mực nước biển trong tương lai.

GS Mitrovica cho biết: “Các dự án về mực nước biển, quy hoạch ven biển và đô thị đều được xây dựng dựa trên ý tưởng về dấu vân tay mực nước biển. Đó là lý do khái niệm này rất quan trọng. Chúng cho phép chúng ta ước tính mức độ thay đổi của mực nước biển. Nếu vật lý về dấu vân tay mực nước biển không đúng, chúng ta sẽ phải xem xét lại các nghiên cứu về mực nước biển hiện đại”.

Dấu vân tay mực nước biển khó phát hiện do những biến động lớn của mực nước biển gây ra bởi thủy triều, dòng chảy và gió. Điều khiến nó trở thành câu hỏi hóc búa khi các nhà nghiên cứu cố gắng phát hiện các chuyển động của nước ở cấp độ milimet và tìm ra mối liên kết giữa chúng và các sông băng đang tan chảy cách đó hàng nghìn km.

GS Mitrovica đã so sánh nghiên cứu này với việc tìm kiếm hạt hạ nguyên tử Higgs Boson. “Trong vật lý mực nước biển, hầu hết mọi người đều cho rằng dấu vân tay mực nước biển tồn tại nhưng các khoa học chưa bao giờ tìm thấy chúng với mức độ tin cậy có thể so sánh được”, Mitrovica cho biết.

Nghiên cứu độ cao của tảng băng Greenland

Trong nghiên cứu mới, nhóm tác giả đã sử dụng dữ liệu vệ tinh từ một cơ quan giám sát biển châu Âu, ghi lại hơn 30 năm quan sát vùng lân cận tảng băng Greenland và phần lớn đại dương nằm gần trung tâm Greenland để ghi lại sự thay đổi của mực nước biển.

Dữ liệu từ vệ tinh đã thu hút sự chú ý của nhóm nghiên cứu. Thông thường, các dữ liệu vệ tinh ở khu vực này chỉ kéo dài đến cực Nam Greenland nhưng trong dữ liệu mới phát hành, vĩ độ đã mở rộng hơn 10 độ, cho phép nhóm nghiên cứu quan sát dấu vết tiềm năng trong sự thay đổi mực nước biển do dấu vân tay mực nước biển gây ra.

Nhóm lập tức đào sâu tìm hiểu xem đây có thực sự là tín hiệu về dấu vân tay mực nước biển mà các nhà khoa học đã theo đuổi trong nhiều thập kỷ. Họ đã thu thập những dữ liệu quan sát tốt nhất trong ba thập kỷ về sự thay đổi độ cao của tảng băng Greenland, đồng thời, tái tạo sự thay đổi độ cao của sông băng trên khắp các quần đảo Bắc Cực thuộc Canada và Iceland.

Từ bộ dữ liệu này, nhóm đã đưa ra dự đoán về sự thay đổi mực nước biển trong khu vực vào thời kỳ 1993 – 2019, sau đó đối chiếu với dữ liệu vệ tinh mới. Kết quả đối chiếu 1 – 1 cho thấy sự tương đồng ở mức hoàn hảo với độ tin cậy lên tới hơn 99,9%. Điều này chứng minh rằng, mô hình thay đổi mực nước biển do vệ tinh tiết lộ là dấu vân tay của tảng băng tan.

Là người trực tiếp thu thập dữ liệu quan sát, chị Coulson, thành viên của nhóm khoa học, bày tỏ: “Tôi thật sự bất ngờ khi thấy bằng chứng về sự tồn tại của dấu vân tay mực nước biển. Đây là khoảnh khắc thực sự thú vị. Hiếm có khoảnh khắc khoa học nào vừa đáng chú ý vừa đơn giản như vậy về quá trình hình thành phức tạp của Trái đất”.

Nghiên cứu khoa học thường mất nhiều năm để phát triển kết quả và sau đó được soạn thảo thành bài báo. Nhưng ở đây, các nhà nghiên cứu có thể tiến hành nhanh chóng. Họ chỉ mất vài tháng kể từ khi có dữ liệu vệ tinh cho đến khi gửi kết quả nghiên cứu khoa học cho tạp chí.

Kết quả này đến từ việc phần lớn nhiệm vụ nghiên cứu đã được thực hiện trước đó. Hầu hết lý thuyết, công nghệ, phương pháp đều được phát triển và nâng cao kể từ khi nhóm khoa học trình bày công trình nghiên cứu về dấu vân tay mực nước biển vào khoảng 20 năm trước. Các phép tính đã được chấp nhận rộng rãi và được áp dụng vào hầu hết các mô hình dự đoán mực nước biển dâng.

Dấu vân tay mực nước biển đầu tiên đã được phát hiện. Câu hỏi có ý nghĩa toàn cầu lớn nhất hiện nay là những kết quả này sẽ dẫn đến đâu.

“Choáng ngợp” khi biết kết quả nghiên cứu của nhóm, GS Mitrovica bày tỏ: “Sẽ có nhiều phát hiện hơn nữa. Chẳng bao lâu sau, toàn bộ công dụng của dấu vân tay mực nước biển sẽ được sử dụng để dự báo sự thay đổi của mực nước biển trong thập kỷ, thế kỷ tới và trong tương lai xa”.