Đại dương đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu Trái đất - Ảnh: Discover Magazine
Một nghiên cứu công bố gần đây cho thấy các đợt nắng nóng cực độ trong quá khứ của Trái đất đã khiến quá trình trao đổi nước từ bề mặt đến đáy đại dương suy giảm.
Hệ thống đại dương này được miêu tả là "băng chuyền toàn cầu" khi phân phối lại nhiệt trên toàn cầu thông qua sự chuyển động của nước biển, giúp phần lớn hành tinh trở thành nơi có thể sinh sống được.
Dòng hải lưu chậm lại làm tăng lượng CO₂ trong khí quyển
Nghiên cứu đăng trên kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học quốc gia, sử dụng những vỏ sò hóa thạch nhỏ được lấy từ trầm tích biển sâu cổ đại nhằm chứng minh cách phản ứng của "băng chuyền" vào khoảng 50 triệu năm trước.
Khi đó khí hậu của Trái đất giống như những điều kiện được dự đoán vào cuối thế kỷ này, nếu không có hành động đáng kể nào được thực hiện để giảm lượng phát thải carbon.
Đại dương đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu Trái đất. Chúng chuyển nước ấm từ xích đạo về phía cực bắc và cực nam, cân bằng nhiệt độ của hành tinh.
Nếu không có hệ thống hải lưu này, vùng nhiệt đới sẽ nóng hơn rất nhiều, trong khi các cực sẽ lạnh hơn nhiều.
Những thay đổi trong hệ thống này liên quan đến sự biến đổi khí hậu đáng kể và đột ngột. Hơn nữa, các đại dương đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ carbon dioxide do con người tạo ra khỏi khí quyển.
Sandra Kirtland Turner, phó chủ tịch khoa khoa học Trái đất và hành tinh của UCR và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết: "Các đại dương cho đến nay là hồ chứa carbon lớn nhất trên bề mặt Trái đất hiện nay".
"Ngày nay các đại dương chứa gần 40.000 tỉ tấn carbon, gấp 40 lần lượng carbon trong khí quyển. Các đại dương cũng hấp thụ khoảng 1/4 lượng khí thải CO2 do con người tạo ra. Nếu dòng hải lưu chậm lại, quá trình hấp thụ carbon vào đại dương cũng có thể chậm lại, làm tăng lượng CO2 giữ lại trong khí quyển", cô nói.
Mỗi thay đổi đều quan trọng để giảm phát thải CO₂
Ảnh minh họa: Environmental News Network
Bằng cách phân tích vỏ hóa thạch nhỏ từ các vị trí đáy biển khác nhau trên toàn cầu, các nhà nghiên cứu đã xây dựng lại mô hình dòng chảy đại dương sâu trong các sự kiện siêu nhiệt này.
Vỏ lấy từ các vi sinh vật gọi là foraminifera, sống trên khắp các đại dương, cả trên bề mặt và dưới đáy biển. Chúng có kích thước bằng một dấu chấm câu.
"Khi các sinh vật đang hình thành lớp vỏ, chúng kết hợp với các yếu tố từ đại dương, và chúng tôi có thể đo lường sự khác biệt về tính chất hóa học của những chiếc vỏ này để xây dựng lại một cách rộng rãi thông tin về nhiệt độ và mô hình hải lưu của đại dương cổ đại", Kirtland Turner nói.
Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra các đồng vị carbon trong vỏ sò, phản ánh tuổi của nước nơi vỏ sò được thu thập, hoặc nước đã được tách ra khỏi bề mặt đại dương trong bao lâu. Bằng cách này, họ có thể xây dựng lại mô hình chuyển động của nước biển sâu.
Foraminifera không thể quang hợp, nhưng vỏ của chúng cho thấy tác động của quá trình quang hợp của các sinh vật khác gần đó, như thực vật phù du.
Các nhà khoa học thường đưa ra dự đoán về dòng hải lưu ngày nay bằng cách sử dụng các mô hình khí hậu trên máy tính. Họ sử dụng những mô hình này để trả lời câu hỏi: "Đại dương sẽ thay đổi như thế nào khi hành tinh ngày càng nóng lên?".
Nhóm này cũng sử dụng các mô hình tương tự để mô phỏng phản ứng của đại dương cổ đại trước sự nóng lên. Sau đó, họ phân tích vỏ foraminifera để kiểm tra kết quả từ các mô hình khí hậu.
Trong thế Eocene, có khoảng 1.000 phần triệu (ppm) carbon dioxide trong khí quyển, góp phần tạo ra nhiệt độ cao trong thời kỳ đó. Ngày nay, bầu khí quyển giữ khoảng 425 ppm.
Tuy nhiên con người thải ra gần 37 tỉ tấn CO2 vào khí quyển mỗi năm. Nếu mức phát thải này tiếp tục, các điều kiện tương tự như thế Eocene sớm có thể xảy ra vào cuối thế kỷ này. Vì vậy, Kirtland Turner nói rằng cần phải nỗ lực hết sức để giảm lượng khí thải.
"Đó không phải là tình huống được ăn cả ngã về không", cô nói. "Mỗi chút thay đổi gia tăng đều quan trọng khi nói đến lượng khí thải carbon. Ngay cả việc giảm lượng CO2 nhỏ cũng tương quan với ít tác động hơn, ít thiệt hại về con người hơn và ít thay đổi hơn đối với thế giới tự nhiên hơn".
