47 năm dữ liệu vệ tinh cho thấy 84% lượng băng Greenland và Nam Cực biến mất

Dữ liệu vệ tinh cho thấy Trái đất đã mất gần 12 nghìn tỷ tấn băng từ Greenland và Nam Cực trong vòng 47 năm.Nguồn: PBS

11.309 tỷ tấn băng đã biến mất

Một nghiên cứu quốc tế vừa công bố trên tạp chí Scientific Data đã tổng hợp 42 ước tính độc lập về biến động khối lượng băng, dựa trên dữ liệu từ 27 sứ mệnh vệ tinh. Hồ sơ quan trắc được kéo dài về năm 1972 đối với Greenland và năm 1979 đối với Nam Cực, tạo thành chuỗi dữ liệu dài nhất từng được tổng hợp về khối lượng của hai tảng băng lớn này.

Trong khoảng thời gian có dữ liệu chung từ năm 1979 đến 2023, Greenland và Nam Cực mất tổng cộng 11.309 tỷ tấn băng. Lượng băng này tương đương khoảng 11.309 km³ nước.

Để hình dung quy mô, Đại học Uppsala cho biết nếu toàn bộ lượng nước tương đương số băng đã mất được trải đều trên diện tích Thụy Điển, nó sẽ tạo thành một lớp nước dày khoảng 25m, bằng khoảng 75 lần thể tích hồ Vänern, hồ lớn nhất Thụy Điển.

Theo tính toán lượng băng mất trong giai đoạn 1979-2023 đã làm mực nước biển trung bình toàn cầu tăng khoảng 3,14cm. Trong đó, Greenland đóng góp khoảng 1,81cm và Nam Cực khoảng 1,33cm. Hai tảng băng hiện đóng góp khoảng một phần tư mức tăng mực nước biển toàn cầu.

84% lượng băng mất đi không đơn thuần là băng tan

Các nhà khoa học phân tách lượng băng mất thành hai nhóm chính: thay đổi khối lượng trên bề mặt và mất băng do động lực của dòng băng. Kết quả cho thấy 84% lượng băng mất đi trong giai đoạn nghiên cứu liên quan đến sự mất cân bằng động lực của băng, trong khi 16% còn lại liên quan đến sự suy giảm cân bằng khối lượng trên bề mặt.

Cụ thể, lượng băng biến mất không chỉ do ánh nắng, sự nóng lên của Trái Đất làm băng tan rồi nước chảy ra biển.

Một phần rất lớn lượng băng đã rời khỏi đất liền theo một cơ chế khác ít được chú ý hơn: Các sông băng chảy nhanh hơn, vận chuyển nhiều băng hơn từ sâu trong tảng băng ra đại dương. Khi lượng băng được đưa ra biển lớn hơn lượng tuyết mới tích tụ để bổ sung, khối lượng của tảng băng giảm.

Đây là lý do các nhà khoa học không chỉ theo dõi diện tích băng hoặc lượng băng tan trên bề mặt. Các vệ tinh còn phải đo tốc độ dòng chảy của băng, sự thay đổi độ cao bề mặt và biến động trường hấp dẫn của Trái Đất để xác định một tảng băng đang mất khối lượng bằng cách nào.

Chuỗi số liệu dài hàng chục năm cho thấy tốc độ mất băng đã tăng rõ rệt.

Tại Greenland, mức mất băng trung bình khoảng 60 tỷ tấn/năm trong thập niên 1980, tăng lên 192 tỷ tấn/năm trong thập niên 2000 và đạt khoảng 264 tỷ tấn/năm trong thập niên 2010.

Ở Nam Cực, lượng mất băng cũng tăng từ khoảng 48 tỷ tấn/năm trong thập niên 1980 lên khoảng 202 tỷ tấn/năm trong thập niên 2010.

Đằng sau những con số này là sự thay đổi của các dòng băng, đặc biệt tại những khu vực nơi sông băng kết thúc ở đại dương.

Dòng chảy sông băng Jakobshavn. Nguồn: ESA

Những dòng băng tăng tốc đang đẩy mực nước biển lên

Nam Cực cho thấy rõ nhất sự khác biệt giữa “băng tan” và “băng chảy ra biển”.

Nghiên cứu mới tính toán Nam Cực mất khoảng 4.780 tỷ tấn băng trong giai đoạn 1979-2023, tương đương mức tăng khoảng 1,33-1,4 cm của mực nước biển trung bình toàn cầu. Đáng chú ý, toàn bộ lượng mất băng ròng của Nam Cực trong chuỗi dữ liệu này được quy cho động lực của băng, thay vì sự suy giảm cân bằng khối lượng trên bề mặt.

Tây Nam Cực là khu vực đóng vai trò đặc biệt lớn trong xu hướng này. Lượng băng được đưa ra biển từ khu vực này tăng qua các thập niên, trong đó những sông băng lớn như Pine Island và Thwaites là một phần quan trọng của quá trình mất băng.

Tuy nhiên, tổng lượng băng mất của Nam Cực không tăng theo một đường thẳng trong mọi năm. Trong giai đoạn 2020-2023, lượng tuyết rơi lớn ở Đông Nam Cực đã bù lại một phần lượng băng mất ở các khu vực khác. Riêng giai đoạn này, Đông Nam Cực có cân bằng khối lượng dương khoảng 92 tỷ tấn/năm, góp phần khiến tốc độ mất băng tổng thể của Nam Cực thấp hơn đáng kể so với thập niên 2010.

Greenland cũng cho thấy một diễn biến tương tự về cơ chế nhưng khác về mức độ. Tổng cộng Greenland mất 6.215 tỷ tấn băng từ năm 1972-2023, trong đó 67% lượng mất băng được quy cho sự gia tăng dòng băng ra biển và 33% liên quan đến giảm cân bằng khối lượng trên bề mặt.

Trong thập niên 2010, Greenland trải qua nhiều đợt tan băng mùa hè cực đoan khiến lượng mất băng trên bề mặt tăng mạnh. Sang giai đoạn 2020-2023, thành phần mất băng do bề mặt chỉ còn khoảng một nửa so với thập niên 2010, trong khi mất băng do động lực vẫn duy trì ở mức tương đối tương tự.

Những khác biệt này cho thấy một điều quan trọng: Khối lượng băng có thể thay đổi từ năm này sang năm khác do lượng tuyết rơi và điều kiện khí hậu, nhưng tốc độ các dòng băng vận chuyển băng ra biển mới là một trong những yếu tố quyết định xu hướng mất băng dài hạn.

Hàng triệu người có thể chịu ảnh hưởng của ngập lụt

Chỉ riêng lượng băng Greenland và Nam Cực mất đi trong giai đoạn 1979-2023 đã khiến mực nước biển trung bình toàn cầu dâng 3,14cm.

Theo Inès Otosaka, nhà khoa học về băng tại Đại học Northumbria và tác giả chính của nghiên cứu, mỗi 1cm mực nước biển dâng thêm có thể khiến 2-3 triệu người đối mặt với ngập lụt ít nhất một lần mỗi năm. Như vậy, 3,14 cm mực nước biển tăng thêm từ hai tảng băng tương ứng với hàng triệu người có thể phải đối mặt với nguy cơ ngập lụt thường xuyên hơn.

Con số này mới phản ánh riêng tác động của Greenland và Nam Cực. Đại dương còn tiếp tục dâng khi nước biển nóng lên và giãn nở, trong khi các sông băng trên toàn thế giới cũng mất băng. Tổ chức Khí tượng Thế giới ghi nhận tốc độ dâng mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng đáng kể trong những thập niên gần đây, khiến các vùng ven biển phải đối mặt với mực nước nền cao hơn khi xảy ra triều cường, nước dâng do bão hoặc sóng lớn.

Điều đáng chú ý nằm ở chính những dòng sông băng mà nghiên cứu mới xác định là nguồn đóng góp lớn nhất vào lượng băng mất. 84% lượng băng Greenland và Nam Cực mất đi trong giai đoạn 1979-2023 đến từ sự mất cân bằng động lực của băng, tức các dòng băng đưa băng từ đất liền ra đại dương nhanh hơn khả năng bổ sung. Ở Greenland, sông băng Jakobshavn - một trong những dòng băng lớn và được nghiên cứu nhiều nhất,  từng được ghi nhận rút lui với tốc độ lên tới 50m mỗi ngày.

Tốc độ đó cho thấy “băng tan” không chỉ diễn ra trên bề mặt. Một tảng băng có thể mất khối lượng khi các dòng băng bên trong tăng tốc, đưa những khối băng khổng lồ ra biển. Khi lượng băng này tiếp tục rời khỏi đất liền, đại dương nhận thêm nước và mực nước biển tiếp tục tăng.

Các nhà khoa học vì thế không chỉ cần biết Greenland và Nam Cực đã mất bao nhiêu băng, mà còn phải theo dõi các dòng băng đang chuyển động nhanh đến mức nào. Chuỗi dữ liệu vệ tinh kéo dài từ những năm 1970 giúp họ nhận diện những thay đổi dài hạn phía sau các biến động từng năm. Đây cũng là cơ sở để xác định mực nước biển có thể tiếp tục dâng nhanh đến đâu trong những thập niên tới.