Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Geoscience phát hiện hệ thống tuần hoàn hải lưu của Đại Tây dương hiện nay đang di chuyển với tốc độ chậm nhất trong suốt 1.600 năm qua. Dòng hải lưu này được coi là có tầm ảnh hưởng lớn trong việc điều tiết phân phối lại nhiệt độ trên hệ thống khí hậu toàn Trái đất.
Biến đổi khí hậu toàn cầu đã gây ra nhiều khủng hoảng và các mối lo ngại về tác động xấu của nó đối với hệ thống hải lưu lớn nhất này. Trong nhiều năm qua người ta đã chứng kiến rất nhiều mối đe dọa từ các cơn bão, sóng thần và các hệ lụy do nước biển dâng ảnh hưởng tới hệ thống dòng chảy ngầm, đồng thời khí hậu nóng lên khiến băng hai cực tan chảy gây ra sự mất cân bằng ở Bắc cực.
Bộ phim nổi tiếng được công chiếu vào năm 2004 có tên “The Day After Tomorrow" nói về một giả thuyết khi dòng hải lưu đột ngột dừng lại và gây ra những thảm họa có sức sát thương lớn giống như một cơn lốc hay siêu bão kinh hoàng tích điện ở Los Angeles cùng một bức tường nước đập vào Thành phố New York. Kể từ đó dòng hải lưu nước ấm từ vịnh Mê-hi-cô qua Đại Tây Dương đến châu Âu (Dòng chảy Vịnh) dọc theo Bờ biển phía Đông Hoa Kỳ trở nên nổi tiếng, là một phần không thể thiếu của hệ thống này, được gọi là Dòng chảy ngược Kinh tuyến Đại Tây Dương, hay AMOC.
Cũng như cảnh quay của nhiều bộ phim khoa học viễn tưởng, cốt truyện được dựa trên một khái niệm có thật nhưng để lại nhiều ấn tượng sâu sắc. May mắn là dòng hải lưu sẽ không đột ngột dừng lại. Nếu có thì ngay cả khi dòng hải lưu cuối cùng dừng lại - còn đang được tranh luận gay gắt - hậu quả sẽ không phải là những cơn bão đe dọa sự sống trong tức khắc, các tác động của nó chắc chắn sẽ tàn phá hành tinh của chúng ta trong nhiều năm và nhiều thập kỷ nữa.
Nghiên cứu gần đây cho thấy dòng lưu thông đã chậm lại ít nhất 15% kể từ năm 1950. Trong nghiên cứu mới đây các nhà khoa học cho biết sự suy yếu của dòng hải lưu là "chưa từng có trong thiên niên kỷ qua".
Bởi vì mọi thứ đều có mối liên hệ với nhau, sự chậm lại chắc chắn có tác động đến các hệ thống khác của Trái đất, và vào cuối thế kỷ này, người ta ước tính tốc độ lưu chuyển dòng chảy có thể chậm lại từ 34% đến 45% nếu chúng ta tiếp tục đốt nóng hành tinh của mình. Các nhà khoa học lo ngại rằng kiểu giảm tốc đó sẽ khiến chúng ta tiến gần đến các điểm vượt quá giới hạn cho phép một cách nguy hiểm.
Tầm quan trọng của Vành đai Đại dương (hệ thống hải lưu) Toàn cầu
Bởi vì xích đạo nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp hơn so với các cực lạnh hơn, nên nhiệt lượng tích tụ ở vùng nhiệt đới. Trong một nỗ lực để đạt được sự cân bằng, Trái đất truyền nhiệt này từ vùng nhiệt đới về phía Bắc và chuyển nhiệt lạnh về phía Nam từ các cực. Đây là nguyên nhân khiến gió thổi và hình thành bão.
Phần lớn nhiệt lượng đó được phân phối lại bởi khí quyển. Nhưng phần còn lại di chuyển chậm hơn bởi các đại dương trong cái gọi là Vành đai Đại dương Toàn cầu - một hệ thống các dòng chảy trên toàn thế giới kết nối các đại dương trên thế giới, di chuyển theo mọi hướng khác nhau theo chiều ngang và chiều dọc.
Qua nhiều năm nghiên cứu khoa học, người ta đã thấy rõ rằng phần Đại Tây Dương của băng tải vành đai - AMOC - là động cơ điều khiển hoạt động của nó. Nó di chuyển nước với tốc độ gấp 100 lần dòng chảy của sông Amazon. Đây là cách nó hoạt động.
Một dải nước mặn hẹp và ấm ở vùng nhiệt đới gần Florida, được gọi là Dòng chảy Vịnh, chảy theo hướng Bắc gần bề mặt vào Bắc Đại Tây Dương. Khi đến vùng Greenland, nó giảm nhiệt đi đủ để trở nên đặc hơn và nặng hơn vùng nước xung quanh, lúc đó nó chìm xuống. Nước lạnh đó sau đó được chuyển về phía nam ở các dòng nước sâu.
-
- Dòng chảy Vịnh (AMOC), chảy theo hướng Bắc gần bề mặt vào Bắc Đại Tây Dương. Khi đến vùng Greenland, nó giảm nhiệt đi đủ để trở nên đặc hơn và nặng hơn vùng nước xung quanh, lúc đó nó chìm xuống. Nước lạnh đó sau đó được chuyển về phía nam ở các dòng nước sâu. (Ảnh: Nature)
Các nhà khoa học có thể tái tạo lại quá khứ xa xôi cách đây hàng triệu năm thông qua các hồ sơ ủy nhiệm như lõi trầm tích đại dương, họ biết rằng dòng hải lưu này có khả năng giảm tốc độ và dừng lại, khi đó, khí hậu ở Bắc bán cầu có thể thay đổi nhanh chóng.
Một cơ chế quan trọng hình thành qua các thời đại, hoạt động như một đòn bẩy kiểm soát tốc độ của AMOC, là sự tan chảy của băng và dẫn đến dòng nước ngọt chảy vào Bắc Đại Tây Dương. Đó là bởi vì nước ngọt chứa ít lượng muối nên nó không đặc như nước biển, và nó không dễ bị chìm như vậy. Băng tải bị sẽ mất phần chìm của động cơ và mất động lực nếu có quá nhiều nước ngọt.
Đó là điều mà các nhà khoa học tin rằng đang xảy ra hiện nay khi băng ở Bắc Cực, ở những nơi như Greenland, tan chảy với tốc độ ngày càng nhanh do biến đổi khí hậu mà con người gây ra.
Gần đây, các nhà khoa học đã chú ý đến chấm màu lạnh, còn được gọi là điểm gia tăng nhiệt độ của Bắc Đại Tây Dương, một trong những nơi duy nhất thực sự nguội đi trên hành tinh là vùng Bắc Đại Tây Dương xung quanh miền nam Greenland.
Các mô hình khí hậu đã dự đoán điều này, thực tế cho thấy nhiều bằng chứng khẳng định nó là dấu hiệu của việc băng tan ở Greenland bị dư thừa, lượng mưa nhiều hơn và hậu quả là làm chậm lại quá trình vận chuyển nhiệt lên phía bắc băng giá. Dữ liệu được lấy chủ yếu từ các kho lưu trữ của tự nhiên như trầm tích đại dương và lõi băng, có niên đại hơn 1.000 năm. Điều này đã giúp họ xây dựng lại lịch sử dòng chảy của AMOC.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kết hợp ba loại dữ liệu khác nhau để thu thập thông tin về lịch sử của các dòng hải lưu: mô hình nhiệt độ ở Đại Tây Dương, đặc tính khối lượng nước dưới bề mặt và kích thước hạt trầm tích biển sâu, có niên đại khoảng 1.600 năm.
Tiến sĩ Levke Caesar tác giả chính của bài báo, một nhà vật lý khí hậu tại Đại học Maynooth ở Ireland, cho biết, trong khi mỗi phần dữ liệu proxy riêng lẻ không phải là một đại diện hoàn hảo cho sự tiến hóa của AMOC, sự kết hợp của chúng cho thấy một bức tranh mạnh mẽ về sự đảo lộn hoàn lưu.
Giáo sư Stefan Rahmstorf từ Viện Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi Khí hậu ở thủ phủ Potsdam của Đức giải thích: “Kết quả nghiên cứu cho thấy nó tương đối ổn định cho đến cuối thế kỷ 19”.
Sự thay đổi đáng kể đầu tiên trong hồ sơ của họ về các dòng lưu thông đại dương xảy ra vào giữa những năm 1800, sau một thời kỳ nguội lạnh khu vực nổi tiếng này được gọi là Kỷ Băng hà nhỏ, kéo dài từ những năm 1400 đến những năm 1800. Trong thời gian này, nhiệt độ thường xuyên lạnh hơn đã đóng băng các con sông trên khắp châu Âu và phá hủy mùa màng.
Ông Rahmstorf cho biết: “Sau khi các Kỷ băng hà nhỏ tan rõ vào khoảng năm 1850, các dòng hải lưu bắt đầu suy giảm, suy giảm lần thứ hai trở nên mạnh hơn kể từ giữa thế kỷ XX. Sự sụt giảm lần thứ hai trong những thập kỷ gần đây có thể là do sự nóng lên toàn cầu do đốt cháy và phát thải ô nhiễm nhiên liệu hóa thạch”.
Chín trong số 11 bộ dữ liệu được sử dụng trong nghiên cứu cho thấy sự suy yếu của AMOC trong thế kỷ XX là có ý nghĩa thống kê, cung cấp bằng chứng cho thấy sự suy yếu chưa từng có trong kỷ nguyên hiện đại.
Tác động của bão, sóng nhiệt và nước biển dâng đối với 2 bờ Đại Tây Dương
Tiến sĩ Caesar nói rằng điều này có tác động ảnh hưởng lớn đến hệ thống khí hậu ở cả hai bờ Đại Tây Dương. Bà giải thích: “Khi dòng chảy chậm lại, nước có thể tích tụ nhiều ở Bờ Đông Hoa Kỳ, dẫn đến mực nước biển dâng cao [ở những nơi như New York và Boston].
Ở châu Âu, khu vực phía bên kia Đại Tây Dương, phát hiện bằng chứng cho thấy có những tác động thay đổi tới hình thái của khí hậu, chẳng hạn như dấu vết của các cơn bão ngoài Đại Tây Dương cũng như các đợt nắng nóng.
Cụ thể, đợt nắng nóng ở châu Âu vào mùa hè năm 2015 có liên quan đến cái lạnh kỷ lục ở bắc Đại Tây Dương trong năm đó - hiệu ứng dường như nghịch lý này xảy ra do nhiệt độ một vùng bắc Đại Tây Dương quá lạnh đã thúc đẩy một mô hình áp suất không khí thổi luồng khí ấm từ phía Nam vào châu Âu.
Theo tiến sĩ Caesar, những tác động này có thể sẽ tiếp tục tồi tệ hơn khi nhiệt độ Trái đất tiếp tục tăng lên và AMOC chậm lại hơn nữa, với nhiều hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hơn như sự thay đổi đường đi của bão mùa đông ngoài khơi Đại Tây Dương và những cơn bão có khả năng dữ dội hơn.
Phóng viên tờ báo CBS News đã hỏi tiến sĩ Caesar câu hỏi trị giá hàng triệu đô la: Có thể hay không hoặc khi nào AMOC sẽ đạt đến điểm giới hạn dẫn đến việc ngừng hoạt động hoàn toàn? Bà đã trả lời: "Chà, vấn đề là chúng ta vẫn chưa biết mức độ ấm lên toàn cầu sẽ đạt đến điểm giới hạn của AMOC là bao nhiêu độ. Nhưng nó càng chậm lại thì càng có nhiều khả năng xảy ra".
Hơn nữa, cô ấy giải thích "Giới hạn không có nghĩa là điều này xảy ra ngay lập tức mà là do cơ chế phản hồi, việc tiếp tục giảm tốc độ không thể dừng lại khi đã vượt qua điểm giới hạn, ngay cả khi chúng ta đã cố gắng giảm nhiệt độ toàn cầu một lần nữa".
Tiến sĩ Caesar tin rằng nếu chúng ta giữ nhiệt độ Trái đất tăng dưới 2 độ C thì dường như AMOC sẽ không tăng, nhưng nếu chúng ta đạt mức ấm lên 3 hoặc 4 độ thì có nhiều khả năng tăng vọt. Mục tiêu của Thỏa thuận Paris mà Hoa Kỳ vừa gia nhập lại là giữ nhiệt độ dưới 2 độ C (3,6 độ F).
Nếu điểm tới hạn bị cắt và AMOC dừng lại, rất có thể Bắc bán cầu sẽ lạnh đi do nhiệt nhiệt đới giảm đáng kể bị đẩy lên phía bắc. Nhưng ngoài điều đó, tiến sĩ Caesar nói rằng khoa học vẫn chưa biết chính xác điều gì sẽ xảy ra. "Đó là một phần của rủi ro".
Con người đóng vai trò quan trọng trong tất cả những điều này, và những quyết định về tốc độ chuyển đổi khỏi việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch mà chúng ta đưa ra bây giờ sẽ quyết định kết quả.
Tiến sĩ Caesar giải thích: “Liệu chúng ta có vượt qua đỉnh điểm vào cuối thế kỷ này hay không còn phụ thuộc vào lượng nhiệt nóng lên, tức là lượng khí nhà kính thải ra bầu khí quyển”.
Ngọc Mai
