Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, khoảng 130.000 năm trước - vào đầu kỷ băng hà cuối cùng, được cung cấp bởi sự bốc hơi của nước biển, băng ở hai cực dày lên và mở rộng ra, Trái đất được làm lạnh đi gần 120C và mực nước biển toàn cầu giảm xuống 130m so với mực nước hiện tại. Đến khoảng 15.000 năm trước, quá trình này đã bị đảo ngược khi nhiều ánh sáng mặt trời chiếu tới các khu vực gần Vòng Bắc Cực, các tảng băng tan ra và khí hậu ấm lên vào thời điểm đó. Trái đất ngày nay ấm hơn khoảng 80C so với lúc đó. Hiện nay nhiệt độ đang tăng dần từ sau kỷ băng hà, mực nước biển toàn cầu tiếp tục dâng cao. Chỉ riêng thế kỷ qua đã chứng kiến nhiệt độ toàn cầu tăng 0,6 độ C, và mực nước biển trung bình toàn cầu trong thập kỷ qua đã tăng đều đặn.
Đây có phải chỉ là một phần của chu kỳ tự nhiên? Bao nhiêu phần trăm của sự nóng lên này là do hoạt động của con người? Và chúng ta nên làm gì?

Hình 1: Biểu đồ tác động của quá trình vật lý và sinh học của Đại Dương đến sự thay đổi Khí hậu toàn cầu

Khí hậu toàn cầu bị ảnh hưởng bởi cả các quá trình sinh học và vật lý của đại dương. Ngoài ra, các quá trình vật lý và sinh học ảnh hưởng lẫn nhau tạo ra một hệ thống phức tạp.
Cả đại dương và khí quyển đều vận chuyển một lượng nhiệt gần bằng nhau từ các vùng xích đạo của Trái đất - nơi bị Mặt trời đốt nóng mạnh - về phía các cực băng giá, nơi nhận được tương đối ít bức xạ mặt trời. Bầu khí quyển truyền nhiệt qua một dạng gió phức tạp trên toàn thế giới; thổi qua mặt biển, những cơn gió này tạo ra các dòng hải lưu tương ứng. Nhưng các dòng hải lưu di chuyển chậm hơn gió, và có khả năng lưu trữ nhiệt cao hơn nhiều. Các cơn gió thúc đẩy lưu thông đại dương vận chuyển nước ấm đến các cực dọc theo bề mặt biển. Khi nước chảy về phía cực, nó giải phóng nhiệt vào bầu khí quyển. Ở các đại dương phía cắc xa xôi, một số nước chìm xuống đáy đại dương. Nước này cuối cùng được đưa lên bề mặt ở nhiều khu vực bằng cách trộn lẫn trong đại dương, hoàn thành vòng tuần hoàn của các dòng hải lưu. Những thay đổi trong sự phân bố nhiệt toàn cầu được đo theo thang thời gian từ hàng chục đến hàng trăm năm. Trong khi những thay gần với bề mặt đại dương có thể gây ra những thay đổi khí hậu tương đối ngắn hạn, những thay đổi dài hạn ở sâu dưới lòng đại dương có thể không được phát hiện sau nhiều thế hệ. Do đó đại dương là bộ nhớ nhiệt của hệ thống khí hậu Trái Đất.
Đặc điểm vật lý quá trình vận chuyển nhiệt và hoàn lưu đại dương tác động đến hệ thống khí hậu Trái đất. Giống như một 'bánh đà' khổng lồ giúp ổn định tốc độ của động cơ, lượng nhiệt khổng lồ trong các đại dương sẽ ổn định nhiệt độ của Trái đất. Nhiệt dung của đại dương lớn hơn nhiều so với nhiệt dung của khí quyển hay đất liền. Kết quả là, đại dương ấm dần vào mùa hè, giữ cho không khí mát mẻ, và lạnh dần vào mùa đông, giữ cho không khí ấm áp. Một thành phố ven biển như Nha Trang sẽ có biên độ nhiệt nhỏ quanh năm, nhưng một huyện nằm sâu hơn trong lục địa như Khánh Vĩnh, Khánh Sơn sẽ có biên độ nhiệt cao hơn.
Khí hậu toàn cầu cũng bị ảnh hưởng bởi "cơ chế sinh học" của đại dương, quá trình sinh học trong đại dương tác động đến nồng độ CO2 trong khí quyển. Năng suất sinh học của đại dương vừa là nguồn phát thải vừa là nơi hấp thụ CO2, một trong những loại khí nhà kính có tác dụng kiểm soát khí hậu. "Cơ chế sinh học" xảy ra khi thực vật phù du chuyển đổi CO2 và chất dinh dưỡng thành carbohydrate (CO2 giảm). Một ít CO2 này chìm xuống đáy biển, nơi nó bị chôn vùi trong lớp trầm tích. Sự chôn vùi có thể lên đến hàng triệu năm. Dầu mỏ chính là cacbon khử bị mắc kẹt trong trầm tích từ hàng triệu năm trước. Thông qua quá trình quang hợp, thực vật cực nhỏ (thực vật phù du) đồng hóa CO2 và chất dinh dưỡng (ví dụ, nitrat, phosphate và silicat) thành carbon hữu cơ (carbohydrate và protein) và giải phóng oxy.
CO2 cũng được trao đổi qua tương tác của biển và khí quyển. Nước sâu của đại dương có thể lưu trữ CO2 trong nhiều thế kỷ. CO2 bị hòa tan trong nước lạnh ở vĩ độ cao. Nó ở trong đại dương sâu hơn trong nhiều năm đến hàng thế kỷ trước khi nước được xáo trộn trở lại bề mặt và được làm ấm bởi mặt trời. Nước ấm giải phóng CO2 trở lại bầu khí quyển. Do đó, các dòng hải lưu mang CO2 vào đại dương sâu. Một số (nhưng không phải tất cả, hoặc thậm chí một phần lớn) nước này nổi lên bề mặt ở vùng nhiệt đới, có thể 1000 năm sau, giải phóng CO2 được lưu trữ trong thời kỳ đó. Nhiệt độ của đại dương giúp điều chỉnh lượng CO2 được thải ra ngoài hoặc hấp thụ vào nước. Nước lạnh có thể hòa tan nhiều khí cacbonic hơn nước ấm. Nhiệt độ nước biển cũng tác động đến cơ chế sinh học. Bức xạ mặt trời xuyên qua làm ấm bề mặt đại dương khiến lượng khí cacbonic thải ra khí quyển nhiều hơn. Các quá trình đại dương của các dòng khí từ không khí biển tác động đến quá trình sản xuất sinh học và do đó tác động đến khí hậu. Nhưng khi sự phát triển của thực vật tăng lên, nước sẽ bị vẩn đục và ngăn cản bức xạ mặt trời xuyên qua bề mặt đại dương.
Như vậy Đại Dương đang là một kho thông tin không lồ về khí hậu toàn cầu. Bằng cách nghiên cứu các đại dương, chúng ta có thể mở khóa về khí hậu toàn cầu đang thay đổi của chúng ta. Điều này cần một tầm nhìn dài hạn trong nghiên cứu trong thời gian tới./.

Người sưu tầm: Trần Thị Thanh Hiền – Phòng Dự báo KTTV

Nguồn:https://science.nasa.gov/earth-science/oceanography/ocean-earth-system/climate-variability