Băng tan ở hai cực và mực nước biển: băng nào làm nước dâng, dâng bao nhiêu, vì sao

Không phải băng nào tan cũng làm nước biển dâng. Băng biển ở Bắc Băng Dương và quanh Nam Cực đã nổi trên nước, khi tan gần như không làm mực nước thay đổi. Thứ làm nước biển dâng là băng nằm trên đất liền, chủ yếu là hai lớp băng Greenland và Nam Cực cùng các sông băng núi cao, khi chảy hoặc tan ra biển; cộng thêm việc nước biển ấm lên thì giãn nở.

Theo đánh giá của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) trong báo cáo đánh giá lần thứ sáu, mực nước biển trung bình toàn cầu đã dâng khoảng 20 cm từ năm 1901 đến 2018, và tốc độ dâng đang tăng. Đến năm 2100, mức dâng thêm được dự báo khác nhau theo kịch bản phát thải, từ khoảng ba mươi đến năm mươi lăm cm nếu phát thải rất thấp, tới khoảng sáu mươi đến một trăm cm nếu phát thải rất cao.

Bài này phân biệt các loại băng, giải thích cơ chế, trình bày các con số chính theo đồng thuận khoa học, những điều còn chưa chắc chắn, và cả hệ quả địa lý ít được nhắc: băng biển Bắc Cực co lại mở ra những tuyến hàng hải mùa hè.

Ba loại băng và tác động tới mực nước biển

Hiểu sai thường bắt đầu từ việc gộp mọi loại băng làm một. Bảng dưới phân biệt chúng; mức tương đương nước biển là con số giả định nếu toàn bộ lượng băng tan hết, dùng để hình dung quy mô, không phải dự báo.

Ngoài băng, nguồn dâng lớn khác là giãn nở nhiệt: nước biển ấm lên thì chiếm thể tích lớn hơn. Theo IPCC, trong giai đoạn 1971 – 2018, giãn nở nhiệt giải thích khoảng một nửa mức dâng, sông băng núi cao khoảng hơn một phần năm, các lớp băng lớn khoảng một phần năm, phần còn lại do thay đổi lượng nước trữ trên đất liền. Từ khoảng năm 2006 trở đi, mất băng từ các lớp băng lớn đã trở thành nguồn đóng góp chính.

Bắc Cực: băng biển co lại nhanh

Từ khi có vệ tinh theo dõi liên tục cuối thập niên 1970, diện tích băng biển Bắc Cực vào cuối mùa hè, thời điểm nhỏ nhất trong năm, đã giảm rõ rệt; băng cũng mỏng đi và phần băng nhiều năm tuổi, dày và cứng, nhường chỗ cho băng một năm mỏng hơn. IPCC đánh giá diện tích băng biển Bắc Cực cuối hè trong thập kỷ 2011 – 2020 ở mức thấp nhất trong ít nhất một nghìn năm, với mức độ tin cậy trung bình.

Vùng Bắc Cực ấm lên nhanh gấp vài lần trung bình toàn cầu, hiện tượng gọi là khuếch đại Bắc Cực. Nguyên nhân chính là vòng phản hồi băng – phản xạ: băng và tuyết trắng phản xạ phần lớn ánh nắng, còn nước biển sẫm màu hấp thụ phần lớn. Băng tan để lộ nước, nước hấp thụ nhiệt, làm tan thêm băng. Thêm vào đó là thay đổi mây, hơi nước và lượng nhiệt do hải lưu và khí quyển mang tới.

Theo IPCC, Bắc Băng Dương có khả năng gần như không còn băng biển vào tháng Chín ít nhất một lần trước năm 2050 ở mọi kịch bản được đánh giá. «Gần như không còn» ở đây được định nghĩa là diện tích dưới khoảng một triệu km², chứ không phải hết sạch; mùa đông băng vẫn đông lại. Việc băng biển tan không làm nước biển dâng trực tiếp, nhưng làm Bắc Cực hấp thụ thêm nhiệt, ảnh hưởng tới lớp băng Greenland, băng vĩnh cửu trên đất liền và đời sống sinh vật, con người ở đây.

Greenland và Nam Cực: hai lớp băng, hai cách mất băng

Greenland mất băng theo hai đường gần cân bằng nhau: tan bề mặt vào mùa hè, nước chảy ra biển; và các sông băng đổ ra biển rồi vỡ thành núi băng. Mùa hè năm 2012, vệ tinh ghi nhận hiện tượng tan bề mặt lan ra gần như toàn bộ mặt lớp băng trong vài ngày, kể cả vùng đỉnh vòm băng cao nhất, điều rất hiếm thấy trong chuỗi số liệu. Khi bề mặt tan, băng sẫm màu hơn, hấp thụ nhiều nắng hơn, và mặt băng hạ thấp xuống vùng không khí ấm hơn, cũng là các vòng phản hồi.

Nam Cực mất băng chủ yếu theo cách khác: không phải tan bề mặt mà tan từ bên dưới. Nước biển tương đối ấm ở độ sâu trung bình len vào dưới các thềm băng ở Tây Nam Cực, bào mòn mặt dưới, làm thềm mỏng đi. Thềm mỏng giữ băng phía sau kém hơn, các sông băng như Thwaites và Pine Island chảy ra biển nhanh hơn.

Điểm khiến các nhà khoa học lo ngại ở Tây Nam Cực là địa hình bên dưới: phần lớn băng nằm trên nền đá thấp hơn mực nước biển và dốc ngược vào trong lục địa. Trên địa hình như vậy, khi đường tiếp đất của băng lùi vào, băng phía trước càng dày, lượng băng chảy ra càng lớn, có thể tạo một quá trình tự duy trì khó đảo ngược. Đây là lý do phần dự báo về Nam Cực có độ bất định cao nhất.

Mực nước biển: đã dâng bao nhiêu và có thể dâng bao nhiêu

Các con số dưới đây lấy theo báo cáo đánh giá lần thứ sáu của IPCC, phần cơ sở khoa học vật lý, làm tròn. Dự báo năm 2100 tính so với mức trung bình giai đoạn 1995 – 2014, là khoảng khả năng cao, không phải con số chắc chắn.

IPCC nói thêm hai điều quan trọng. Thứ nhất, mực nước biển sẽ tiếp tục dâng trong nhiều thế kỷ đến hàng nghìn năm vì đại dương và các lớp băng phản ứng chậm, kể cả khi phát thải giảm. Thứ hai, với phát thải rất cao, không thể loại trừ mức dâng gần hai mét vào năm 2100 do các quá trình bất ổn của băng Nam Cực, dù khả năng này được đánh giá thấp và còn nhiều bất định.

Nước dâng không đều: điều quan trọng với vùng ven biển và đồng bằng

Con số trung bình toàn cầu không có nghĩa là mọi bờ biển đều dâng như nhau. Ở từng nơi, mực nước tương đối so với đất liền còn phụ thuộc vào hải lưu, gió, nhiệt độ nước vùng đó, và nhất là việc đất đang lún hay nâng. Một điều nghe ngược đời: gần một lớp băng lớn đang mất khối lượng, mực nước biển có thể dâng ít hơn trung bình, thậm chí hạ, vì lực hút hấp dẫn của khối băng giảm và nền đất được giải tải nên nhô lên; còn ở bên kia địa cầu, nước dâng nhiều hơn.

Ở các đồng bằng châu thổ thấp như đồng bằng sông Cửu Long, sông Hồng, sông Hằng hay sông Mississippi, lún đất có thể là yếu tố lớn ngang hoặc hơn nước biển dâng ở nhiều nơi. Lún đến từ trầm tích tự nén chặt, từ khai thác nước ngầm, từ việc đập và đê giữ phù sa khiến đất không được bồi bù. Vì vậy khi bàn về nguy cơ ngập ở một vùng, các nhà khoa học luôn tách hai phần: nước dâng và đất lún.

Nước dâng vài chục cm nghe có vẻ nhỏ, nhưng tác động thật nằm ở các đợt nước cao bất thường. Khi mực nền cao hơn, triều cường và nước dâng do bão vốn hiếm gặp sẽ xảy ra thường xuyên hơn, nước mặn lấn sâu hơn vào sông và tầng nước ngầm. Đó là cách nước biển dâng ảnh hưởng tới đời sống: không phải như một bức tường nước, mà qua những lần ngập ngày càng dày.

Bắc Cực ít băng hơn: những tuyến hàng hải mùa hè

Băng biển co lại vào cuối hè đang làm thay đổi bản đồ đường biển. Có ba tuyến được nhắc tới nhiều nhất. Tuyến đường biển phía bắc chạy dọc bờ biển Siberia, nối biển Barents với eo biển Bering. Hành lang Tây Bắc len qua mê cung đảo của quần đảo Bắc Cực Canada, nối Đại Tây Dương với Thái Bình Dương. Tuyến xuyên cực đi thẳng qua giữa Bắc Băng Dương, hiện mới chỉ là khả năng trong tương lai khi băng mỏng hơn nữa.

Lý do các tuyến này được chú ý là khoảng cách. Đi từ Bắc Âu sang Đông Bắc Á qua phía bắc ngắn hơn đáng kể so với vòng qua kênh đào Suez, theo nhiều tính toán khoảng một phần ba hoặc hơn tuỳ cặp cảng, vì tuyến đi gần vòng cung lớn trên quả địa cầu. Trên bản đồ phẳng thông thường, điều này khó thấy vì các vùng gần cực bị kéo giãn.

Nhưng thực tế vận hành phức tạp hơn nhiều. Mùa đi được chủ yếu từ khoảng tháng Bảy tới tháng Mười Một và thay đổi từng năm. Băng trôi, sương mù, giá lạnh làm đóng băng trên thân tàu, vùng nước nông, thiếu cảng và năng lực cứu hộ trên quãng đường dài. Nhiều đoạn cần tàu có thân gia cường chịu băng hoặc tàu phá băng dẫn đường. Tổ chức Hàng hải Quốc tế đã ban hành bộ quy tắc riêng cho tàu hoạt động ở vùng nước cực.

Từ góc môi trường, giao thông tăng ở vùng cực mang theo rủi ro tràn dầu khó xử lý trong băng, bụi than đen từ khói tàu bám lên băng làm băng hấp thụ nhiều nắng hơn, tiếng ồn ảnh hưởng tới cá voi và hải mã. Vì vậy các tuyến mới vừa là cơ hội rút ngắn đường vận chuyển, vừa là bài toán bảo vệ một vùng biển còn tương đối nguyên vẹn.

Đọc tin về băng tan sao cho tỉnh táo

Phân biệt băng biển và băng trên đất liền. Tin «băng Bắc Cực xuống thấp kỷ lục» nói về băng biển, quan trọng với khí hậu và sinh vật nhưng không làm nước biển dâng trực tiếp. Tin về Greenland hay Nam Cực mất bao nhiêu tỷ tấn băng mới liên quan trực tiếp tới mực nước.

Xem xu hướng nhiều năm, không chỉ một năm. Băng biển dao động lớn theo thời tiết từng năm. Một năm băng nhiều hơn năm trước không đảo ngược xu hướng nhiều thập kỷ, và một năm kỷ lục thấp cũng không có nghĩa là mọi năm sau sẽ thấp hơn.

Băng biển Nam Cực từng không giảm. Khác Bắc Cực, băng biển quanh Nam Cực gần như không có xu hướng rõ trong nhiều thập kỷ, thậm chí tăng nhẹ, rồi giảm mạnh từ khoảng năm 2016 với các mức thấp kỷ lục những năm sau đó. Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu nguyên nhân.

Dự báo là khoảng, không phải con số. Câu «nước biển dâng một mét vào năm 2100» chỉ đúng với cận trên của kịch bản phát thải rất cao. Đọc dự báo cần biết kịch bản nào, mốc so sánh nào, khả năng bao nhiêu.

Tránh cả hai cực đoan. Băng tan không phải chuyện bịa, cũng không phải ngày tận thế ngày mai. Nó là một quá trình đo đạc được, diễn ra qua nhiều thập kỷ đến nhiều thế kỷ, mà mức độ phụ thuộc lớn vào lượng phát thải trong tương lai.

Câu hỏi thường gặp

Băng Bắc Cực tan hết thì nước biển dâng bao nhiêu?

Nếu chỉ tính băng biển ở Bắc Băng Dương thì gần như không đáng kể, vì băng đã nổi trên nước. Khác biệt rất nhỏ chỉ do băng là nước ngọt còn biển là nước mặn. Nếu tính cả lớp băng Greenland trên đất liền thì toàn bộ tương đương khoảng bảy mét, nhưng đó là quá trình nhiều thế kỷ đến nghìn năm.

Vì sao nước ấm lên lại làm biển dâng?

Nước giãn nở khi nóng lên, giống chất lỏng trong nhiệt kế. Đại dương rất sâu và rộng, nên dù mỗi mét nước chỉ nở ra rất ít, cộng cả cột nước sâu hàng km lại thì tạo ra mức dâng đáng kể. Đại dương đã hấp thụ phần lớn lượng nhiệt dư thừa của Trái Đất.

Nam Cực đang mất băng hay tăng băng?

Theo các phép đo vệ tinh tổng hợp, lục địa Nam Cực nhìn chung đang mất băng, chủ yếu ở Tây Nam Cực và bán đảo. Một số vùng ở Đông Nam Cực có tuyết rơi nhiều hơn bù lại phần nào. Băng biển quanh Nam Cực là chuyện khác, dao động theo mùa và có xu hướng riêng.

Có thể làm chậm nước biển dâng không?

Theo IPCC, mức dâng trong vài thập kỷ tới gần như đã định, nhưng mức dâng sau năm 2050 và các thế kỷ tiếp theo phụ thuộc lớn vào lượng phát thải khí nhà kính. Giảm phát thải sớm và mạnh làm giảm cả tốc độ lẫn mức dâng cuối cùng, cùng với khả năng xảy ra các quá trình khó đảo ngược.

Tuyến hàng hải Bắc Cực có thay thế được kênh đào Suez không?

Hiện nay thì chưa. Tuyến phía bắc chỉ đi được vài tháng mỗi năm, phụ thuộc điều kiện băng, cần tàu chuyên dụng và hạ tầng còn thưa. Nó có thể là lựa chọn bổ sung cho một số chuyến hàng theo mùa, nhưng các nhà nghiên cứu vận tải nhìn chung không coi là thay thế.

Ở đâu có số liệu băng và mực nước biển đáng tin cậy?

Nguồn tin cậy là các báo cáo đánh giá của IPCC, các cơ quan khí tượng và hải dương quốc gia, các trung tâm số liệu băng tuyết, và các bài báo khoa học có bình duyệt. Khi đọc tin, nên tìm xem con số được trích từ nguồn nào, kịch bản nào và đo trong giai đoạn nào.