"Cực thứ ba" đang tan chảy

Phóng to

Bản đồ “cực thứ ba” của Trái đất cùng những dãy núi và các con sông lớn liên quan - Ảnh: The Economist

Trong số những biến chuyển trên bề mặt Trái đất do biến đổi nhiệt độ đem lại, hiện tượng tan băng được coi là quan trọng nhất. Nó thay đổi tất cả, từ đất bên dưới, không khí trên cao và cuộc sống xung quanh. Đó là lý do vì sao những nhà khí hậu học quan tâm đến hai cực bắc và nam của Trái đất. Nhưng hai cực này cũng chỉ là hai điển hình và sẽ tốt hơn nếu nghiên cứu một cực thứ ba có tầm quan trọng không kém.

“Cực thứ ba” của địa cầu

Mặc dù lượng băng trên cao nguyên Tây Tạng và các ngọn núi xung quanh (như dãy Himalaya, Karakoram và Pamirs) nhỏ hơn nhiều so với ở hai cực của Trái đất, nó vẫn là một khối băng khổng lồ. Khoảng 46.000 sông băng của khu vực này bao trùm một diện tích 100.000km2, tức khoảng 6% diện tích băng ở Greenland. Ngoài ra, một diện tích khoảng 1,7 triệu km2 là khu vực băng vĩnh cửu, nơi có thể có độ dày tới 130m, tương đương 7% khu vực băng vĩnh cửu ở Bắc cực.

Không giống như băng ở hai cực, số phận của băng nơi đây ảnh hưởng trực tiếp tới cuộc sống của rất nhiều người. Cao nguyên Tây Tạng và các ngọn núi xung quanh được mệnh danh là tháp nước của châu Á, bởi đó là nguồn của 10 con sông lớn nhất châu lục (trong đó có sông Mekong). Có khoảng 1,5 tỉ người của 12 quốc gia sống ở lưu vực những con sông này. Vì vậy, cao nguyên Tây Tạng và những khu vực xung quanh được gọi là “cực thứ ba” của Trái đất.

Cho đến gần đây, các nghiên cứu về “cực thứ ba” vẫn rất manh mún. Tuy nhiên, từ năm 2009 đã có một chương trình quốc tế mang tên “Môi trường cực thứ ba” (TPE) do ba nhà khoa học khởi xướng: Tào Đàm Đồng thuộc Viện Nghiên cứu cao nguyên Tây Tạng ở Bắc Kinh (Trung Quốc), Lonnie Thompson thuộc Đại học bang Ohio (Mỹ) và Volker Mosbrugger thuộc Đại học Thế giới đa dạng sinh học Senckenberg ở Frankfurt (Đức). Tháng trước, cuộc hội thảo lần thứ tư của TPE đã diễn ra tại Dehradun, Ấn Độ.

Khó khăn trong nghiên cứu

Một câu hỏi đặt ra là liệu các sông băng tại “cực thứ ba” có giảm đi như đang xảy ra ở một phần của hai cực kia? Báo cáo của Hội đồng Liên chính phủ về biến đổi khí hậu năm 2007 từng cho rằng các sông băng ở Himalaya sẽ biến mất sớm vào năm 2035. Nhưng đánh giá này nhanh chóng bị bác bỏ.

Năm ngoái, một nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature của Thomas Jacob thuộc Đại học Colorado cho thấy các sông băng ở Himalaya và Karakoram đã mất dần băng giữa năm 2003 và 2010, trong khi băng trên các sông băng ở cao nguyên Tây Tạng lại tăng lên. Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu sông băng lại không đồng tình với kết luận này.

Tại hội thảo của TPE, tiến sĩ Tobias Bolch thuộc Đại học Zurich giải thích rằng nghiên cứu của Thomas Jacob dựa trên kết quả đo đạc trong bảy năm của vệ tinh GRACE sử dụng thiết bị đo trọng lực bay trên quỹ đạo, để đo sự thay đổi của lớp vỏ băng từ các tác động lên trường trọng lực của khu vực này.

Theo tiến sĩ Bolch, nghiên cứu này gặp hai vấn đề. Trước tiên là khả năng phân tích yếu kém của các thiết bị trên vệ tinh vốn không thể xác định sự thay đổi ở các điểm đặc trưng dưới khoảng cách 200km. Khả năng này chỉ đủ để nghiên cứu các vùng rộng lớn với bề mặt đồng nhất như ở Bắc cực và Nam cực. Tuy nhiên, đối với địa hình đồi núi thì sự đo vẽ phức tạp hơn.

Thứ hai, vấn đề nghiêm trọng hơn là vệ tinh không thể phân biệt sự khác nhau giữa nước thể rắn và thể lỏng. Nếu một sông băng tan chảy nhưng nước vẫn được giữ lại như là một cái hồ, GRACE sẽ không thấy có sự thay đổi. Trong khi ở cao nguyên Tây Tạng có rất nhiều lưu vực “đóng” (nơi nước tan chảy không dễ dàng thoát ra), một lượng lớn băng có thể tan chảy mà GRACE không xác định được.

Thật vậy, một thống kê của tiến sĩ Tào và đồng sự cho thấy diện tích các hồ băng trên cao nguyên Tây Tạng đã tăng khoảng 26% từ thập niên 1970. Tiến sĩ Bolch ngờ rằng GRACE đã nhầm lẫn những hồ được mở rộng này với những sông băng lớn ra. Dùng một vệ tinh khác tên ICESat vốn mượn tia laser để đo không chỉ diện tích các sông băng mà còn là sự dày lên của bề mặt những sông băng đó, tiến Sĩ Bolch và đồng sự đã kết luận rằng nhiều sông băng ở Tây Tạng đang bị giảm đi.

Nhưng không phải tất cả sông băng đều gặp tình trạng này. Những gì tiến sĩ Bolch nhận thấy đã bổ trợ cho các công trình của tiến sĩ Tào và Thompson, những người đã nghiên cứu các báo cáo và hình ảnh vệ tinh của hơn 7.100 sông băng, thu thập hơn 30 năm qua, không chỉ bảy sông băng mà GRACE theo dõi.

Một số sông băng đang tăng lên, hầu hết ở Karakoram và Pamirs. Nhưng những sông băng ở phía đông Himalaya và phía tây cao nguyên Tây Tạng lại đang giảm sút nhanh chóng. Những sông băng ở giữa cao nguyên Tây Tạng cũng đang giảm đi mặc dù chậm hơn. Kết quả là một lượng lớn băng bị mất trong thời gian từ 2003-2010 được đề cập ở trên.

Biến đổi khí hậu

Trong nỗ lực tìm hiểu điều gì đang diễn ra, tiến sĩ Tào và Thompson đã tham khảo các dữ liệu về thời tiết. Trong hàng thập kỷ qua, gió mùa ở Ấn Độ, vốn mang tuyết xuống vùng phía nam của Tây Tạng và vùng phía đông và trung bộ của dãy Himalaya, đã trở nên yếu hơn dù không rõ tại sao. Tuy nhiên, gió tây mang tuyết đến Karakoram và Pamirs lại trở nên mạnh hơn.

Gió tây được tạo ra bởi khí nóng bốc lên từ các đại dương và di chuyển về phía bắc (khí nóng di chuyển từ vùng ấm sang vùng lạnh) và về phía đông (vì lực Coriolis được sinh ra từ sự quay vòng của Trái đất). Tình trạng ấm lên toàn cầu cũng đồng nghĩa với việc nhiều khí nóng bốc lên hơn, do đó gió tây cũng mạnh hơn.

Gió mùa đến vào mùa hè, gió tây đến vào mùa đông. Khí hậu ấm hơn dường như ngăn cản tuyết mùa hè tích tụ hơn là tuyết mùa đông. Tóm lại, thay đổi trong sức mạnh của gió và nhiệt độ không khí giải thích cho những gì đang diễn ra. Và không chỉ các sông băng đang tan chảy.

Theo nhà nghiên cứu Vũ Khánh Bách thuộc Viện Nghiên cứu môi trường và cấu tạo các khu vực lạnh giá và khô cằn ở Lan Châu (Trung Quốc), băng vĩnh cửu ở Tây Tạng cũng đang tan nhanh trong vòng hai thập kỷ qua.

Nhiệm vụ Himalaya

Một kết luận được rút ra sau hội thảo TPE: toàn bộ lớp băng ở “cực thứ ba”, cũng như ở hai cực của Trái đất, đang tan chảy. Một kết luận nữa cũng cho thấy các dữ liệu về “cực thứ ba” không chắc chắn và manh mún như thế nào. Vì thế, Viện Khoa học Trung Quốc, nơi các viện của tiến sĩ Tào và Vũ trực thuộc, đã lập ra một quỹ 400 triệu nhân dân tệ (khoảng 65 triệu USD) để nghiên cứu “cực thứ ba” và quan trọng là 1/4 quỹ này được dùng cho các nghiên cứu ngoài Trung Quốc.

Từ nay trở đi, các nhà nghiên cứu sẽ theo dõi một nhóm sông băng chủ đạo mỗi sáu tháng. Họ sẽ lập các trạm quan sát để đo đạc bức xạ mặt trời, lượng tuyết rơi, nước tan chảy và thay đổi trong đất cũng như nhiệt độ không khí, áp suất, độ ẩm và gió, và dự tính sẽ lấy lõi trong băng trên cao nguyên Tây Tạng. Những điều này sẽ giúp tái dựng khí hậu của khu vực này trong vòng hàng trăm ngàn năm qua. Nhờ đó họ sẽ hiểu hơn việc “cực thứ ba” đang thay đổi nhiều như thế nào và tại sao.