Thám hiểm Nam cực: Khám phá bí ẩn đại dương dưới lớp băng trăm nghìn năm tuổi

Mô tả thềm băng Larsen C bị tách khỏi bán đảo Nam cực vào năm 2017. Nguồn:blog.bigpicturescience.org

Họ đang thiết lập một cuộc khám phá sự thật đại dương vẫn được giấu kín dưới ánh mặt trời cả trăm nghìn năm.

Trong tháng 7/2017, một tảng băng bị tách khỏi thềm băng Larsen C của bán đảo Nam cực đã tiết lộ một khối thông tin lớn vẫn còn chưa được biết đến về đại dương. Do đó chuyến thám hiểm đáy biển này có thể nắm giữ thông tin về sự tiến hóa và sự biến đổi của đời sống đại dương cũng như những ứng phó của nó với chiến đổi khí hậu.

Một nhóm nghiên cứu do Boris Dorschel, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu quốc tế gồm 45 thành viên trên chuyến tàu phá băng của Đức mang tên Polarstern đang lập kế hoạch đi từ Chile vào cuối tháng 2 để lần đầu khám phá biển khơi mà lớp băng vẫn che giấu. Con tàu này hiện đang neo đậu tại Puntas Arena ở Chile.

Nhưng khu vực xa xôi này khó khăn để tiếp cận và điều kiện thời tiết có thể đem lại thách thức để thực hiện nghiên cứu ở đây.

“Thật hồi hộp cho bất cứ ai khám phá những điểm cực phủ tuyết trắng cuối cùng của trái đất”, Dorschel, nhà nghiên cứu tại viện nghiên cứu vùng cực và đại dương Alfred Wegener ở Bremerhaven, Đức, nói. “Và cũng đồng thời là việc rất căng thẳng. Thời tiết địa phương và điều kiện băng giá có thể gây trở ngại bất cứ lúc nào.”

Tảng băng rộng 5.800 km² tách ra từ thềm băng Larsen C vào năm 2017 đã trôi đi 200 km về phía bắc.

Cái gì nằm phía dưới?

Các nhà khoa học vẫn kiên quyết muốn khám phá những gì mà các loài có thể sinh sôi dưới lớp băng, và cách hệ sinh thái đã phải đương đầu với những thay đổi bất ngờ. Nỗ lực đầu tiên mà họ muốn thực hiện đã thất bại vào năm ngoái, khi độ dày lớp băng ở biển lên tới 5m khiến con tàu James Clark Rossdo Cơ quan điều tra Nam cực Anh (British Antarctic Survey BAS) phải quay trở lại vào tháng 2/2018.

“Chúng tôi đã tới gần”, Katrin Linse, một nhà sinh học đại dương của BAS ở Cambridge, kể lại. “Đó cũng là ngày đáng thất vọng khi thuyền trưởng quyết định quay mũi tàu”.

Linse không thể tham gia chuyến tàu năm nay nhưng các thành viên trong nhóm nghiên cứu của cô đều có mặt. Trong văn phòng tại Cambridge — nơi cách 13.000 km từ Puntas Arena — cô bồn chồn nghiên cứu các bản đồ băng trên biển mỗi ngày, hi vọng lộ trình khám phá sẽ hiển hiện rõ ràng.

Điều kiện hiện tại có vẻ rất lý tưởng: lớp băng từng ngăn cản con tàu của BAS giờ đã trôi về biển Weddell, một vùng Nam đại dương giữa bán đảo Nam cực và phần đất liền Nam cực xa hơn về phía đông.

Vào tháng 1/2019, một nhóm nghiên cứu trên chuyến tàu nghiên cứu của Nam PhiAgulhas II đã hạ neo tại một điểm cách 200 km về phía bắc, nơi một tảng băng bị tách ra khỏi Nam cực và lấy một số mẫu vật đại dương và đáy biển ở đó nhưng điều kiện của băng và những ưu tiên nghiên cứu khác khiến nó không di chuyển xa hơn về phía nam. Polarstern sẽ nỗ lực đi xa hơn về phía nam, tới địa điểm mà núi băng vỡ ra.

Polarstern, do Viện nghiên cứu Alfred Wegener quản lý, là con tàu khám phá vùng cực tiên tiến của Đức và là một trong những tàu phá băng nghiên cứu được trang bị thiết bị, máy móc tốt nhất thế giới. Hình ảnh vệ tinh và các chuyến bay của hai máy bay trực thăng sẽ hướng dẫn con tàu đi qua vùng băng tuyết, vốn có nhiều tảng băng trôi nổi trên biển, được hình thành từ những mảng băng nhỏ hơn gắn kết với nhau, có thể vẫn có nhiều ngay cả vào những tháng mùa hè phương nam.

Dưới ánh nắng mặt trời phương nam

Nếu lớp băng và điều kiện thời tiết cho phép, nhóm nghiên cứu có thể chạm tới địa điểm ở Chile trong vòng vài ngày. Các nhà khoa học có thể dành vài tuần sau đó để thu thập các mẫu hệ sinh vật và hóa học đại dương, và vẽ bản đồ vùng đáy biển chưa từng được đo đạc trước đây.

“Chúng tôi sẽ cố gắng thu thập càng nhiều dữ liệu càng tốt,” Dorschel nói. “Chúng tôi có đủ công cụ trên tàu để có thể cung cấp một cái nhìn hoàn hảo về đại dương và đáy biển.”

Để có thêm những công cụ lấy mẫu nước tiêu chuẩn, các nhà nghiên cứu cứ dùng một thiết bị nhỏ chuyên dụng cho khám phá dưới nước, và một hệ quan sát đáy đại dương phù hợp với địa hình biển sâu và môi trường sống ở đó.

Họ nghi ngờ là hệ sinh thái biển sâu tại biển Weddell đã tiến hóa trong khu vực tăm tối dưới lớp băng dày. Hệ sinh thái này có thể thay đổi một cách rõ rệt trong vòng vài ngày nếu như các loài mới xâm thực khu vực. Các phân tích đồng vị mô từ các loài như động vật chân bụng (gastropods) và động vật hai mảnh vỏ (bivalves) có thể tiết lộ là liệu mạng lưới cung cấp dưỡng chất đã thay đổi kể từ khi tảng băng bị tách ra hay không, vì các tín hiệu hóa học trong các mô của động vật ẩn chứa thông tin về chế độ dinh dưỡng của chúng.

Nguồn dữ liệu vô giá về đa dạng sinh học đại dương

Những mẫu vật được thu thập ở vùng biển còn hoang sơ này, hoàn toàn chưa có các hoạt động đánh bắt thương mại cũng như các hoạt động khác của con người, có thể là một nguồn vô giá cho các nhà nghiên cứu về đa dạng sinh học. Dữ liệu này có thể giúp các nhà khoa học giải quyết được những câu hỏi liên quan đến việc các cộng đồng đại dương phát triển như thế nào, và các loài mới xâm thực khu vực có băng phủ nhanh như thế nào, Linse giải thích.

Nhiệt độ tăng nhanh chóng trên không trung và khu vực đại dương quanh vịnh Nam cực, một điểm nóng của biến đổi khí hậu toàn cầu, góp phần tăng thêm sự thúc đẩy thực hiện nhiều nghiên cứu hơn nữa: bất kỳ sự thay đổi nào trong sự hợp thành các loài và cấu trúc mạng lưới dinh dưỡng cũng kéo theo sự biến mất của lớp băng và có thể rọi vào số phận các hệ sinh thái vùng cực trong một thế giới dần ấm lên.

“Đây là một cơ hội độc đáo để khám phá ra liệu đời sống đại dương bị tổn thương hay có khả năng phục hồi như thế nào trước sự thay đổi nhanh chóng của môi trường. Đây là một hướng nghiên cứu thú vị cho tất cả chúng ta. Và tôi hy vọng rằng nó sẽ được giải quyết”, Linse nói.