Bản đồ hóa biển Nam Cực: phát hiện 332 hẻm núi khổng lồ

Một nghiên cứu mới từ Đại học Barcelona vừa công bố bản đồ đáy biển chi tiết nhất từng có về Nam Cực - một bước tiến lớn trong địa chất biển.

Hẻm núi ngầm là một trong những cấu trúc địa chất ngoạn mục và hấp dẫn nhất từng được tìm thấy dưới đáy đại dương, nhưng ở cấp độ quốc tế, các nhà khoa học vẫn chưa khám phá được nhiều bí mật của chúng, đặc biệt là những hẻm núi nằm ở những vùng xa xôi trên Trái Đất như Bắc Cực và Nam Cực. Giờ đây, một bài báo được công bố trên tạp chí Marine Geology đã tổng hợp danh mục chi tiết nhất từ trước đến nay về các hẻm núi ngầm Nam Cực, xác định tổng cộng 332 mạng lưới hẻm núi, trong một số trường hợp đạt độ sâu hơn 4.000 mét.

Công nghệ bản đồ hóa đáy biển tiên tiến

Các nhà nghiên cứu David Amblàs, tại Khoa Khoa học Trái đất của Đại học Barcelona, và Riccardo Arosio, thuộc Nhóm Nghiên cứu Khoa học Địa chất Biển tại Đại học Cork đã sử dụng phiên bản mới nhất của bản đồ địa hình đáy biển Nam Cực – International Bathymetric Chart of the Southern Ocean (IBCSO v2) – với độ phân giải lên tới 500 mét mỗi pixel, cao gấp 2 đến 4 lần so với các bản đồ trước đó.

Nhờ độ chi tiết vượt trội này, họ có thể phát hiện ra các hẻm núi ngầm sâu tới hơn 4.000 mét. Để phân tích hình thái địa hình của các hẻm núi, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp bán tự động, kết hợp với một đoạn mã GIS chuyên dụng.

Công cụ này cho phép họ tính toán nhanh chóng 15 thông số hình thái khác nhau của từng hẻm núi chỉ bằng vài thao tác đơn giản, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong phân tích địa mạo biển.

Riccardo Arosio cho biết: “Nhờ độ phân giải cao của cơ sở dữ liệu mới – 500 mét mỗi pixel so với 1–2 km trước đây – nhóm nghiên cứu có thể áp dụng các kỹ thuật bán tự động một cách đáng tin cậy để xác định và phân tích các hẻm núi ngầm. Ngoài ra, họ cũng phát triển một tập lệnh GIS giúp tính toán hàng loạt thông số hình thái của hẻm núi chỉ bằng vài cú nhấp chuột.”

Hẻm núi ngầm và biến đổi khí hậu

Phân tích của nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra những khác biệt rõ rệt giữa hệ thống hẻm núi ở Đông và Tây Nam Cực – với Đông Nam Cực. Chúng có cấu trúc phân nhánh phức tạp hơn – cung cấp manh mối quan trọng về lịch sử phát triển của các tảng băng cổ đại. Đây là nguồn dữ liệu quý giá giúp cải thiện độ chính xác của các mô hình khí hậu toàn cầu.

Không chỉ là những sự kiện địa lý ngoạn mục, các hẻm núi Nam Cực còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi nước giữa đại dương sâu thẳm và thềm lục địa, cho phép nước lạnh và đặc hình thành gần các thềm băng chảy vào đại dương sâu thẳm và tạo thành thứ được gọi là Nước Đáy Nam Cực, đóng vai trò cơ bản trong sự lưu thông đại dương và khí hậu toàn cầu.

Ngoài vai trò trong tuần hoàn đại dương, các hẻm núi ngầm ở Nam Cực còn dẫn nước ấm như Circumpolar Deep Water từ biển khơi vào gần bờ, thúc đẩy quá trình tan chảy và mỏng đi của các thềm băng nổi. Khi các thềm băng này suy yếu hoặc sụp đổ, băng lục địa sẽ tràn nhanh hơn ra biển, trực tiếp góp phần làm mực nước biển toàn cầu dâng cao.

Nghiên cứu của Amblàs và Arosio cũng chỉ ra rằng các mô hình lưu thông đại dương hiện nay, bao gồm cả những mô hình do Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu sử dụng, chưa mô phỏng chính xác các quá trình vật lý ở quy mô cục bộ giữa các khối nước và địa hình phức tạp như hẻm núi.

Những cơ chế như dẫn dòng, pha trộn theo chiều dọc và thông khí nước sâu đóng vai trò thiết yếu trong việc hình thành và biến đổi các khối nước lạnh như Nước Đáy Nam Cực. Việc bỏ qua các yếu tố này làm giảm độ chính xác của các mô hình trong dự báo biến động khí hậu và đại dương.

Như hai nhà nghiên cứu kết luận, "Đó là lý do tại sao chúng ta phải tiếp tục thu thập dữ liệu đo độ sâu có độ phân giải cao ở các khu vực chưa được lập bản đồ, chắc chắn sẽ phát hiện ra các hẻm núi mới, thu thập dữ liệu quan sát tại chỗ và thông qua các cảm biến từ xa, đồng thời tiếp tục cải thiện các mô hình khí hậu để thể hiện tốt hơn các quá trình này và tăng độ tin cậy của các dự báo về tác động của biến đổi khí hậu."