Một chu trình môi trường dữ dội đang diễn ra tại Bắc Cực và một phần đất phía Bắc ở Nga, Canada, Mỹ… làm tan chảy tầng đất đóng băng vĩnh cửu nằm bên dưới một phần tư Bắc Bán cầu và chiếm gần 20% diện tích đất địa cầu.

Giải phóng khí nhà kính

Nhiệt độ ngày càng tăng đã khiến tầng băng liên kết đất, đá và cát trong lòng đất bị phân rã, khởi động quá trình giải phóng khí nhà kính. Các chất khí này làm Trái đất ấm lên bằng cách hấp thụ năng lượng và làm chậm tốc độ giải phòng nhiệt năng ra vũ trụ, kết quả hình thành một “tấm chăn” bao quanh Trái đất.

Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Communications tháng 1/2019, tiến sĩ Boris K Biskaborn của Viện Alfred Wegener, một tổ chức nghiên cứu về địa cực và hải dương ở Đức, cho rằng: “Sự ấm lên của tầng đất đóng băng vĩnh cửu có thể làm khuếch đại việc biến đổi khí hậu toàn cầu. Khi các hạt trầm tích đóng băng tan ra, chúng giải phóng carbon hữu cơ trong đất.”

Các vật chất hữu cơ đông lạnh trước đây trong tầng đất đóng băng vĩnh cửu bị phân hủy và tạo ra khí carbon dioxide (CO2) cùng metan (CH4). Ông cho biết hoạt động này có thể làm tăng nhiệt độ toàn cầu thêm 0,27°C vào năm 2100 và lên tới 0,42°C vào năm 2300.

Cách đây 5 năm, trong Báo cáo Bắc Cực (Arctic Report Card 2014) tổng hợp công trình của hơn 60 nhà khoa học ở 13 quốc gia, các nhà nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng cho thấy nhiệt độ không khí bề mặt của Bắc Cực đang ấm lên với tốc độ nhanh gấp 2 lần những vùng khác trên hành tinh. Mùa hè ở đây đang ngày càng trở nên dài hơn và nóng hơn, thúc đẩy quá trình băng tan.

Báo cáo Bắc Cực cập nhật gần đây nhất cho biết nhiệt độ không khí tại Bắc cực giai đoạn 2014-2018 đã vượt quá tất cả các kỷ lục trước đó kể từ năm 1900.

Tạo ra các dạng địa hình đẩy nhanh quá trình tan băng

Nhiệt độ tăng và lớp băng vĩnh cửu tan khiến nhiều vùng đất rộng lớn bị xói mòn và sụp đổ, hình thành nên các "cổng địa ngục" (Megaslumps) như miệng hố Batagaika khổng lồ ở Siberia.

Bên dưới mặt vách đá của hố Batagaika, phần đồi dốc và rãnh mòn liên tục trôi xuống.Càng nhiều vật chất trôi đi, bề mặt phía trên vách càng lộ rõ, tiếp xúc với không khí và từ đó làm tăng hơn tốc độ tan băng vĩnh cửu.

Theo báo cáo của NASA năm 2016, các vách xung quanh hố Batagaika vẫn tiếp tục phát triển trong khi đáy hố ngày càng trở nên sâu vào rộng hơn. Hố Batagaika có thể sẽ ăn xuyên qua toàn bộ sườn dốc trước khi có thể chậm lại.

"Mỗi năm, cứ khi nhiệt độ vượt quá mức đóng băng, quá trình này sẽ lại xảy ra. Một khi bề mặt bị phơi bày ra như thế, rất khó để có thể ngăn nó lại", Giáo sư Mary Edwards tại Đại học Southampton nhận xét.

Một nhóm nghiên cứu của Đại học Alaska Fairbanks vừa công bố kết quả trên tạp chí khoa học địa chất Geophysical Research Letters vào đầu tháng 6/2019 vừa qua cho biết họ phát hiện ra các tầng đất đóng băng vĩnh cửu ở các tiền đồn tại Bắc Cực thuộc Canada đang tan sớm hơn 70 năm so với mô hình dự đoán.

Giáo sư địa vật lý Vladimir Romanovsky ở Đại học Alaska Fairbanks nhận xét: “Đây là dấu hiệu cho thấy khí hậu đang ấm hơn bất cứ khi nào trong hơn 5.000 năm trở lại đây".

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích dữ liệu lấy từ chuyến thám hiểm gần đây nhất tại khu vực này vào năm 2016. Họ sử dụng máy bay để đến những nơi xa xôi nhất, bao gồm cả một căn cứ radar thời Chiến tranh Lạnh bị bỏ hoang cách khu dân cư gần nhất 300km. Nhóm cho biết đã thấy những cảnh quan địa hình Bắc Cực không thể nhận ra được so với chuyến thăm ban đầu cách đây hơn một thập kỉ.

Cảnh quan đã biến thành nhiều gò nhấp nhô, và tạo ra các hồ thermokarst sâu, hình thành khi lớp băng ngầm dưới mặt đất bị tan chảy và nhiều nguồn nước khác như mưa và tuyết đổ về. Thảm thực vật từng thưa thớt giờ bắt đầu phát triển mạnh.

“Khi các hồ thermokarst được hình thành, chúng sẽ tác động lại làm nhanh thêm quá trình tan chảy băng vĩnh cửu ở nơi đó,” nhà sinh thái học Katey Walter Anthony tại Đại học Alaska Fairbanks cho biết. “Thay vì băng tan với tốc độ vài cm mỗi năm và chủ yếu là ở bề mặt, chúng tôi đã quan sát và thấy được có đến 15 mét băng tan bên dưới các hồ nước được hình thành ở Thung lũng Goldstream trong vòng 60 năm qua.”

NASA cũng tổ chức một số nhóm nghiên cứu về Bắc Cực để theo dõi các diễn biến này. Trong năm 2017, báo cáo của NASA cho biết có hơn 200 hồ nước tương tự đã xuất hiện ở Siberia.

Số liệu đo đạc metan từ 72 điểm trong 11 hồ nước ở Alaska và Siberia cho biết sự tan chảy băng đột ngột khiến tốc độ giải thoát carbon cổ đại tăng lên nhanh chóng, lượng khí thải carbon thoát ra tăng từ 125% đến 190% so với băng tan tự nhiên của nhiều năm trước.

Giải phóng các sinh vật cổ đại

Bắc cực là một hồ chứa carbon hữu cơ tự nhiên lớn nhất thế giới nhưng chúng bị nhốt trong lớp băng vĩnh cửu hàng nghìn năm và không gây rắc rối đến môi trường. Khi băng tan diễn ra, chúng không chỉ giải phóng các khí nhà kính mà còn các loại vi khuẩn và virus cổ đại có khả năng nguy hiểm với con người.

Nhà sinh vật học tiến hóa Jean-Michel Claverie ở Đại học Aix-Marseille, Pháp, cho biết, “Nếu con người không tiếp xúc với các loại mầm bệnh cổ này trong một thời gian dài, hệ miễn dịch của chúng ta có thể chưa sẵn sàng đối phó và điều đó rất nguy hiểm”.

Đầu năm 2014, Claverie đã hồi sinh thành công các loại virus khổng lồ 30.000 năm tuổi được tìm thấy trong băng vĩnh cửu ở Siberia. Chủng virus này chưa từng được biết đến và mang nhiều gene không giống với các loại sinh vật khác trên Trái đất.

“Với khám phá này, chúng ta biết được tồn tại các nguy cơ. Nhưng chúng ta không biết được loại virus nào đang cư trú ở đó.” Claverie chia sẻ. Tuy vậy, Claverievẫn đưa ra một hướng nhìn tích cực, “Có thể những loại virus mới ẩn chứa khả năng giúp cứu sống con người như ứng dụng điều trị ung thư hoặc một số bệnh chưa tìm được cách chữa hiện nay."

Tuy vậy, điều đó cần thời gian, công sức và sự tham gia của nhiều nghiên cứu trong môi trường có kiểm soát. Trong khi với tốc độ tan băng chóng mặt hiện nay, mối nguy sẽ đến nhanh hơn những gì chúng ta có thể chuẩn bị.

"Việc tầng đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy là một trong những đỉnh điểm của biến đổi khí hậu và nó đang xảy ra ngay trước mắt chúng ta", Jennifer Morgan, Giám đốc Điều hành Greenpeace International cho biết. "Sự tan băng sớm này là một tín hiệu rõ ràng cho thấy chúng ta phải loại bỏ việc phát thải carbon khỏi các nền kinh tế của chúng ta ngay lập tức".

Tham khảo

Russian permafrost is melting - WEF

Canadian permafrost thaws 70 years early -Reuters

Giant virus resurrected from 30,000-year-old ice - Nature

Phong Du (Tổng hợp)