Cuộc chạy đua thu thập lõi băng của các nhà khoa học

Cuối năm ngoái, trong một nỗ lực giám sát khí hậu do Liên hợp quốc hậu thuẫn, nhà hóa học người Đức Margit Schwikowski và một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã cố gắng thu thập các lõi băng từ sông băng Grand Combin nằm ở biên giới Thụy Sĩ - Italia.

Vào năm 2018, họ đã thám sát địa điểm bằng máy bay trực thăng và khoan một lõi thử nghiệm nông. Giáo sư, Tiến sĩ Schwikowski cho biết, phần lõi băng ở trạng thái tốt. Lõi băng chứa các bọt khí trong khí quyển được bảo quản tốt và đây là bằng chứng hóa học về khí hậu trong quá khứ. Radar xuyên đất cho thấy có một sông băng sâu. Đây được xem là những lõi băng lâu đời nhất cho đến nay.

Các nhà khoa học chuẩn bị thu thập lõi băng từ sông băng Colle Gnifetti trên dãy Alps. vào tháng 6/2021. Ảnh: Reuters,

Nhưng hai năm sau, các nhà khoa học quay trở lại và tiến hành khoan đầy đủ thì nhiều thành phần trong lõi băng đã biến mất. Các chu kỳ đóng băng-tan băng đã tạo ra các lớp băng giá và các vũng nước tan chảy khắp sông băng. Một thành viên khác trong nhóm mô tả, băng giờ như một miếng bọt biển chứa đầy nước, khiến phần lõi trở nên không còn giá trị đối với khoa học khí hậu cơ bản.

Giáo sư, Tiến sĩ Schwikowski, trưởng nhóm phân tích hóa học thuộc Viện Paul Scherrer ở Villigen, Thụy Sĩ, cho biết: “Sự suy giảm đột ngột cho chúng ta biết chính xác mức độ nhạy cảm của các sông băng này”.

Những gì đang diễn ra với sông băng Grand Combin nhấn mạnh thách thức lớn mà các nhà khoa học phải đối mặt trong việc thu thập lõi băng: Một số sông băng đang biến mất nhanh hơn dự kiến. Thực tế này khiến những người chuyên thu hoạch lõi băng phải đẩy nhanh các nhiệm vụ, cân nhắc lại về nơi cần nhắm mục tiêu tiếp theo và mở rộng dung lượng lưu trữ băng.

Theo Liên hợp quốc, hầu như tất cả các sông băng trên thế giới đang thu hẹp lại. Trong báo cáo khí hậu toàn diện nhất cho đến nay, được công bố vào tháng 8, Liên hợp quốc kết luận: “Ảnh hưởng của con người rất có thể là động lực chính dẫn đến sự rút lui gần như phổ biến của các sông băng trên toàn cầu kể từ những năm 1990”.

Báo cáo cũng cho biết, nếu không có hành động ngay lập tức, trên quy mô lớn, trong vòng 20 năm tới, nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ đạt hoặc cao hơn 1,5 độ C so với nhiệt độ trung bình trước công nghiệp.

Tốc độ mất khối lượng các sông băng cũng đang tăng lên. Một nghiên cứu được công bố vào tháng 4 trên tạp chí khoa học Nature cho thấy, các sông băng mất 227 gigaton băng hàng năm từ năm 2000 đến năm 2004, nhưng con số đó đã tăng lên mức trung bình 298 gigaton một năm sau năm 2015. Một gigaton tương đương với một tỷ tấn. Một gigaton băng tan sẽ nhấn chìm Công viên Trung tâm của Thành phố New York dưới 341 mét nước.

Theo Trung tâm Dữ liệu Băng tuyết Mỹ,  khoảng 10% diện tích đất trên trái đất hiện được bao phủ bởi băng.

Nếu một sông băng đang tan chảy và không còn tích tụ tuyết, điều đó có nghĩa là kể từ hôm nay, nó cũng không lưu giữ các bọt khí trong khí quyển để các nhà khoa học nghiên cứu được trong tương lai.

Hai năm trước, đỉnh phía nam của núi Kebnekaise, Thụy Điển đã mất danh hiệu là điểm cao nhất của đất nước sau khi một phần ba sông băng trên đỉnh tan chảy.

Đối với Giáo sư Schwikowski, sự biến mất của các sông băng không chỉ là một đòn đau giáng vào công việc nghiên cứu, nó còn là một cảm xúc rất sốc. Bà nói: “Những ngọn núi trông khác hẳn khi không có băng, cằn cỗi. Ở dãy Alps, những ngọn núi không có sông băng là "hoàn toàn đáng sợ".

Lõi băng thành những tảng băng ướt 

Tháng 9 năm ngoái, trong bộ đồ chống tuyết, Giáo sư Schwikowski đứng nhìn các trụ băng ướt được lấy ra khỏi các lỗ khoan trên sông băng Grand Combin. Bà nói, sự ẩm ướt của chúng khiến bà ngạc nhiên. Nước chảy ra từ các mảnh lõi băng đáng lẽ phải ở trạng thái rắn. Và phần lõi, lẽ ra phải trong mờ thì lại có các phần hoàn toàn trong suốt.

Các lõi băng như ở sông băng Grand Combin đã giúp các nhà khoa học chứng minh tác động của con người đối với khí hậu trái đất qua việc cung cấp hồ sơ về khí nhà kính có từ trước khi công nghiệp hóa. Băng lưu giữ các bong bóng khí nhỏ - bằng chứng trực tiếp của bầu khí quyển trong quá khứ. Băng cũng thu giữ các chất ô nhiễm không khí, phấn hoa và các phép đo nhiệt độ và lượng mưa khác trong một kho lưu trữ duy nhất, trên cùng một quy mô thời gian, đôi khi còn có từng mùa riêng lẻ.

Một thành viên khác của đoàn thám hiểm sông băng Grand Combin, nhà khoa học khí hậu người Italia Carlo Barbante cho biết, tốc độ băng trên khối núi Alps tan chảy trong vài năm qua “cao hơn nhiều so với trước đây”. Ông nói, việc tìm thấy các lõi băng ướt là một "cú sốc hoàn toàn".

Do đó, Giáo sư Barbante và các nhà khoa học khác, trong đó có cả Giáo sư Schwikowski đang đẩy nhanh kế hoạch khai thác lõi từ sông băng Colle Gnifetti trên đỉnh Monte Rosa của Alps, cao hơn sông băng Grand Combin vài trăm mét. Vào tháng 6, sớm hơn vài tháng so với dự kiến ​​ban đầu, họ đã bắt đầu công việc. Hai lõi băng mà họ đã khoan được có chất lượng tốt, Giáo sư Barbante cho biết.

Giáo sư Barbante cũng đang hy vọng vào năm tới hoặc năm sau, sẽ tổ chức một chuyến đi đến núi Kilimanjaro, ngọn núi cao nhất châu Phi và là vị trí lõi băng duy nhất còn sót lại trên lục địa này. Một nghiên cứu được trích dẫn trong báo cáo gần đây của Liên hợp quốc đã tính toán rằng, sự nóng lên ngày nay đã dẫn đến hiện tượng băng tan chảy và sẽ loại bỏ tất cả các sông băng trên núi vào năm 2060.

Một phát hiện năm 2009 của nhà khoa học người Mỹ Douglas Hardy về xác ướp của một con lợn thế kỷ 19 trên một trong những điểm cao nhất của sông băng trên núi cho thấy một số lịch sử khí hậu mà các nhà khoa học hy vọng tìm thấy đã không còn nữa. Ông Hardy nói: “Điều đó có nghĩa là chúng ta đã đánh mất thời gian được ghi lại trong 200 năm qua”.

Hai giáo sư Barbante và Schwikowski là thành viên của một nhóm do nhà khoa học đứng đầu có tên Ice Memory đang cố gắng xây dựng một kho lưu trữ các lõi băng từ các sông băng trên khắp thế giới. Ice Memory được xác nhận bởi Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hợp quốc (UNESCO).

Cho đến nay họ đã khoan ở châu Âu, Bolivia và Nga. Các lõi tạm thời đang được lưu trữ ở châu Âu, nhưng theo kế hoạch, họ sẽ chuyển chúng đến Nam Cực để lưu trữ lâu dài vì địa điểm này sẽ việc lưu trữ sẽ không phụ thuộc vào nguồn điện.

Giáo sư Barbante cho biết: “Một trăm năm nữa, khi các sông băng trên đỉnh Alps sẽ hoàn toàn biến mất, chúng ta sẽ có các mẫu nghiên cứu” cho các thế hệ nhà khoa học trong tương lai.

Mở rộng việc lưu trữ lõi băng

Ngoài khí nhà kính, các nhà khoa học cho biết họ có thể sử dụng lõi băng để nghiên cứu DNA của vi khuẩn và virus cổ đại có thể tái sinh khi thế giới ấm lên. Côn trùng đông lạnh và phấn hoa thực vật cũng có thể tiết lộ lịch sử của các khu rừng trên thế giới.

Một nhóm các nhà khoa học khác, những người có phát hiện được công bố vào tháng 7 trên tạp chí khoa học Microbiome, đã tìm thấy virus gần 15.000 năm tuổi trong hai mẫu lõi băng lấy từ Cao nguyên Tây Tạng ở Trung Quốc. Các phát hiện đã xác định mã di truyền của 33 loại virus, ít nhất 28 trong số đó là loại mới đối với các nhà khoa học.

Trong nhóm các nhà khoa học đó có cặp vợ chồng các nhà cổ sinh vật học lõi băng ở Mỹ Lonnie Thompson và Ellen Mosley-Thompson.

Giáo sư Lonnie Thompson cho biết tốc độ băng biến mất đã thúc đẩy kế hoạch mở rộng cơ sở lưu trữ lõi băng của ông tại Đại học Bang Ohio, nơi mà ông đã bắt đầu gây quỹ từ năm ngoái. Ông hy vọng sẽ huy động được 7 triệu USD. Cho đến nay, theo Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu và Địa cực Byrd của trường, ông đã quyên góp được khoảng 475.000 USD thông qua các khoản quyên góp và cam kết. Việc cải tạo sẽ tăng gấp đôi khả năng lưu trữ của cơ sở lên hơn 13.550 mét lõi băng.

Một số lõi mà Giáo sư Thompson và nhóm của ông đã thu thập được là lớp băng duy nhất còn sót lại từ một số sông băng. Hai trong số sáu vị trí lõi băng trên đỉnh núi Kilimanjaro ở châu Phi mà nhóm của ông đã khoan vào năm 2000 đã biến mất. Vì vậy, họ đã tiếp tục khoan các địa điểm ở Papua, Indonesia vào năm 2010. Giáo sư Thompson cho biết những sông băng khác có thể sẽ biến mất trong vòng 50 năm.

Trong một số trường hợp, các hồ hình thành trên bề mặt sông băng khi băng tan chảy là một dấu hiệu đỏ cho thấy sự tan chảy của băng có thể nhanh hơn so với các mô hình đã dự đoán trước đây. Ông nói rằng đó là một lời cảnh tỉnh rằng các lõi băng cần được thu thập càng sớm càng tốt.

Giáo sư Thompson nói: “Băng có một kho lưu trữ tuyệt vời không chỉ về khí hậu mà còn cả sự khắc nghiệt của khí hậu, nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu”.