Một nhóm trên tàu Khảo sát Nam Cực của Anh RRS James Clark Ross tàu nghiên cứu đang thực hiện các phép đo đại dương ngoài khơi Bán đảo Nam Cực vào tháng 1 năm 2020 khi mặt trước của Sông băng William tan rã thành hàng nghìn mảnh nhỏ ngay trước mắt họ.
Đáng chú ý, một trong những vệ tinh Copernicus Sentinel-1 của châu Âu đã bay qua đầu khi con tàu đang ở gần Bán đảo và chụp được hình ảnh radar.
Hình ảnh bên dưới kết hợp hai hình ảnh Sentinel-1: một từ ngày 8 tháng 1 năm 2020 và một từ ngày 20 tháng 1 năm 2020 khi con tàu ở trong vịnh, xuất hiện dưới dạng một chấm đỏ. Hình ảnh chụp Sông băng William và Vịnh Börgen, nhưng quan trọng hơn là màu đỏ mô tả nơi bề mặt biển và băng thay đổi giữa hai ngày, trong khi màu trắng biểu thị không có thay đổi.
Lượng màu đỏ biểu thị rõ ràng tính chất năng động của khu vực, đồng thời có thể nhìn thấy rõ các kẽ hở và vết nứt trên rìa của mặt trước sông băng.
Tàu nghiên cứu được nhìn thấy bởi Sentinel-1
Cùng với việc chứng kiến tảng băng trôi và những con sóng tạo ra trên bề mặt đại dương, nhóm nghiên cứu trên tàu đã ghi lại những đợt sóng thần dưới nước ‘bên trong’ cao bằng một ngôi nhà. Hiện tượng này đã bị bỏ qua trong sự hiểu biết về sự pha trộn của đại dương và trong các mô hình máy tính.
Sóng thần bên trong là một yếu tố quan trọng trong quá trình hòa trộn đại dương, ảnh hưởng đến sinh vật biển, nhiệt độ ở các độ sâu khác nhau và lượng băng mà đại dương có thể tan chảy.
Băng ở Nam Cực chảy vào bờ biển dọc theo các thung lũng đầy sông băng. Trong khi một số tảng băng tan chảy vào đại dương, thì rất nhiều tảng băng vỡ thành tảng băng trôi, từ những khối nhỏ cho đến những phiến có kích thước bằng cả một quốc gia.
Sông băng William thường có một hoặc hai sự kiện đẻ lớn mỗi năm. Với mặt trước của sông băng cao 40 m so với mực nước biển, nhóm nghiên cứu ước tính rằng sự kiện này đã làm vỡ khoảng 78.000 mét vuông băng – xung quanh diện tích bằng 10 sân bóng đá.
Trước khi mặt trước sông băng tan rã, nước biển ở độ sâu 50–100 m mát nhưng có một lớp ấm hơn bên dưới. Sau khi sinh bê, điều này đã thay đổi đáng kể, với nhiệt độ đồng đều hơn nhiều ở các độ sâu khác nhau.
Sông băng William nằm trên bán đảo Nam Cực
Trong những tháng tiếp theo, các nhà khoa học bắt đầu phân tích dữ liệu, mà đỉnh cao là họ nghiên cứu được công bố gần đây trong tiến bộ khoa học.
Michael Meredith, tác giả chính và người đứng đầu nhóm Polar Oceans tại Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh, cho biết: “Điều này thật đáng chú ý và chúng tôi thật may mắn khi có mặt đúng nơi, đúng thời điểm.
“Rất nhiều sông băng kết thúc ở biển và mặt trước của chúng thường xuyên tách ra thành các tảng băng trôi. Điều này có thể gây ra những con sóng lớn trên bề mặt, nhưng giờ đây chúng ta biết rằng nó cũng tạo ra những con sóng bên trong đại dương. Những con sóng bên trong này khiến nước biển trộn lẫn và điều này ảnh hưởng đến sự sống dưới biển, độ ấm của nó ở các độ sâu khác nhau và lượng băng có thể tan chảy.
“Sự hòa trộn của đại dương ảnh hưởng đến vị trí của chất dinh dưỡng trong nước và điều này quan trọng đối với hệ sinh thái và đa dạng sinh học.
Mô phỏng: trộn nhiệt độ sóng thần dưới nước
“Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi biết điều gì đã gây ra sự pha trộn này – vào mùa hè, chúng tôi nghĩ rằng nguyên nhân chủ yếu là do gió và thủy triều, nhưng chúng tôi chưa bao giờ nghĩ rằng việc tảng băng trôi có thể gây ra những cơn sóng thần bên trong khiến mọi thứ trộn lẫn đáng kể như vậy.”
Trái ngược với sóng gây ra bởi gió và thủy triều, sóng thần được gây ra bởi các sự kiện địa vật lý khi nước bị dịch chuyển đột ngột, chẳng hạn như động đất hoặc lở đất. Sóng thần bên trong đã được chú ý ở một số nơi, gây ra bởi lở đất.
Cho đến bây giờ, không ai nhận thấy rằng chúng đang xảy ra xung quanh Nam Cực, có thể là mọi lúc vì có hàng nghìn sông băng đang hình thành ở đó. Những nơi khác có sông băng cũng có khả năng bị ảnh hưởng, bao gồm Greenland và những nơi khác ở Bắc Cực.
Cơ hội quan sát và hiểu biết này rất quan trọng vì các sông băng sẽ rút lui và đẻ nhiều hơn khi biến đổi khí hậu tiếp tục. Điều này có thể làm tăng số lượng sóng thần bên trong và sự pha trộn mà chúng gây ra.
Quá trình này không được đưa vào các mô hình máy tính hiện tại cho phép nhóm dự đoán những gì có thể xảy ra xung quanh Nam Cực. Khám phá này thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách thức hỗn hợp của đại dương xung quanh Nam Cực và sẽ nâng cao kiến thức về ý nghĩa của điều này đối với khí hậu, hệ sinh thái và mực nước biển dâng của chúng ta.
Giáo sư Meredith kết luận: “Thời điểm ngẫu nhiên cho thấy chúng ta cần tìm hiểu thêm bao nhiêu về những môi trường xa xôi này và tầm quan trọng của chúng đối với hành tinh của chúng ta.”
William Glacier rút lui
Các sông băng trên khắp thế giới nói chung đang rút lui – hậu quả nghiêm trọng của biến đổi khí hậu. Hình ảnh dưới đây cho thấy sông băng William đã rút lui như thế nào kể từ năm 1955, tổng cộng khoảng 3 km. Hai đường rút lui cuối cùng, 2016 và 2021, dựa trên dữ liệu vệ tinh Copernicus Sentinel-1, và những năm đầu tiên, trước khi kỷ nguyên vệ tinh ra đời, dựa trên các quan sát trên không.