- Hợp tác nghiên cứu quốc tế EGRIP do Đại học Copenhagen dẫn đầu đã chạm tới tầng đá nền ở độ sâu 2670m dưới lớp băng Đông Greenland sau 7 năm khoan
- Đây là trường hợp đầu tiên một lõi băng sâu khoan xuyên hoàn toàn một dòng băng, cho phép phân tích trực tiếp dòng chảy băng khổng lồ đang trượt về phía bờ biển
- Nhóm nghiên cứu đo được rằng toàn bộ lớp băng dày 2670m di chuyển như một khối với tốc độ 58m mỗi năm, chảy trên một lớp bùn ướt, và băng tan ở đáy
- Lõi băng chứa hồ sơ khí hậu của 120.000 năm qua; phần băng phía dưới có niên đại ngược tới kỳ gian băng cuối cùng, khi nhiệt độ trên bầu trời Greenland cao hơn hiện nay 5°C
- Một nửa lượng mất mát của dải băng Greenland đến từ các dòng băng vẫn chưa được hiểu đầy đủ, vì vậy kết quả khoan lần này có thể được dùng để cải thiện các mô hình dự báo mực nước biển dâng
EGRIP khoan xuyên dòng băng thành công
- Hợp tác nghiên cứu quốc tế EGRIP, do các nhà khoa học lõi băng của Đại học Copenhagen dẫn đầu, đã đạt mục tiêu khoan tới đáy dải băng tại trạm nghiên cứu ở Đông Greenland
- Sau 7 năm khoan, họ đã xuyên qua lớp băng dày 2670m và chạm tới tầng đá nền
- Thành tựu này là lần đầu tiên một lõi băng sâu được khoan xuyên hoàn toàn trong một dòng băng, nơi khối băng khổng lồ trượt về phía bờ biển
- Bùn lấy từ đáy là vật chất đã không thấy ánh sáng trong khoảng 1 triệu năm, và được thu hồi dưới ánh sáng đỏ vì ánh sáng trắng có thể làm hỏng vật liệu lõi băng
- Lõi băng cuối cùng được niêm phong và đông lạnh ngay lập tức, và sẽ được chuyển tới Đan Mạch qua Kangerlussuaq Airport
Băng đã di chuyển như thế nào
- Kết quả khoan cho thấy dòng băng tách ra khỏi dải băng xung quanh vốn di chuyển chậm hơn và chảy như một dòng sông băng
- Toàn bộ khối băng dày 2670m được đo là di chuyển như một khối duy nhất với tốc độ 58m mỗi năm
- Khối băng này nổi trên một lớp bùn ướt nằm trên đá nền; lớp bùn hoạt động giống như tầng cát chảy, cho phép băng chảy trên đá nền tương đối ít bị cản trở
- Gần đáy dải băng, các mảnh đá và cát mắc trong băng đã được phát hiện, và các phép đo cho thấy băng đang tan ở đáy
- Quan sát này có thể thay đổi hiểu biết cơ bản về cách băng di chuyển và dẫn tới việc hiệu chỉnh lại các mô hình khí hậu
4m cuối cùng và khủng hoảng thiết bị
- Lõi băng cuối cùng được khoan vào ngày 21 tháng 7 năm 2023
- Đoạn 4m cuối phải được khoan bằng hệ thống lấy lõi đá do có sỏi trong băng
- Khi mũi khoan đá bị kẹt trong lớp bùn ướt ở đáy, đã xảy ra tình huống có thể mất cả lõi cuối cùng lẫn mũi khoan
- Nhóm nghiên cứu đã rút được mũi khoan ra, và sau khi xuyên hoàn toàn dòng băng, họ xác nhận có bùn bên dưới lớp băng
Hồ sơ khí hậu dài 2670m
- Toàn bộ lõi băng là một hồ sơ dài 2670m ghi lại khí hậu Trái Đất đã thay đổi như thế nào trong 120.000 năm qua
- Phần băng ở phía đáy có tuổi hơn 120.000 năm, ngược tới kỳ gian băng cuối cùng
- Đó là thời kỳ nhiệt độ khí quyển trên Greenland cao hơn hiện nay 5°C
- Nhờ chất lượng lõi băng cao, nhóm nghiên cứu kỳ vọng có thể ghi lại các giai đoạn ấm và lạnh trong 11.700 năm kể từ sau kỷ băng hà cuối cùng, cũng như các biến đổi nhân tạo do sự phát triển của con người gây ra
- Phân tích lõi băng cuối cùng sẽ bắt đầu vào mùa thu, khi nhóm nghiên cứu trở về Copenhagen
- Lõi băng EGRIP sẽ được lưu trữ tại kho lõi băng Đan Mạch ở Brøndby, ngoại ô Copenhagen, nơi cũng lưu trữ phần lớn các lõi băng sâu của Greenland
- Các mẫu lõi băng được khoan trong những năm trước đã được phân tích tại hơn 30 phòng thí nghiệm, và 53 bài báo đầu tiên đã được xuất bản
Trại di động và công nghệ khoan
- Trại EGRIP được thiết kế theo kiểu di động
- Tòa nhà chính, “The Dome”, đặt trên ván trượt
- Các thiết bị và hạ tầng còn lại đặt trên xe trượt
- Toàn bộ trại có thể được kéo bằng xe bánh xích tới địa điểm khoan mới trên dải băng Greenland
- Rãnh khoan và rãnh khoa học được xây dựng bên dưới tuyết
- Một quả bóng có đường kính 5m, dài 45m được bơm căng trong rãnh sâu 7m
- Sau khi phủ tuyết lên trên quả bóng, vài ngày sau quả bóng được rút ra để tạo không gian cho công việc khoan và phân tích lõi băng
- Máy khoan do Đan Mạch chế tạo được trang bị gói định vị điện tử mới, cho phép thợ khoan điều khiển độ nghiêng của máy khoan lõi băng và thực hiện lấy lõi lặp lại trong tương lai từ cùng một lỗ khoan
Dự báo mực nước biển dâng và hợp tác quốc tế
- Sự mất mát của dải băng Greenland là một trong những nguyên nhân chính gây mực nước biển dâng, và dự kiến sẽ tăng lên khi nhiệt độ ở Greenland tiếp tục tăng
- Một nửa lượng mất mát này đến từ các dòng băng của Greenland, nhưng hành vi của các dòng băng vẫn chưa được hiểu đầy đủ
- Kiến thức về cách các dòng băng di chuyển rất quan trọng để hiểu mực nước biển dâng trong tương lai và nâng cao độ chính xác của dự báo
- Quan sát rằng băng không tách vỡ ra mà trượt như một khối trên bùn có thể góp phần cải thiện dự báo mực nước biển thông qua các mô hình được hiệu chỉnh lại
- EGRIP là dự án quốc tế có 12 quốc gia tham gia
- Các quốc gia tham gia gồm Denmark, United States, Germany, Japan, Norway, Switzerland, China, Canada, France, South Korea, United Kingdom, Sweden
- Công tác hậu cần do University of Copenhagen và US National Science Foundation phụ trách
- Trong hơn 600 người tham gia tại hiện trường, 40% là các nhà khoa học trẻ được đào tạo trong môi trường nghiên cứu quốc tế của EGRIP
- Denmark là đối tác lớn nhất, đóng góp 55% ngân sách dự án
- Thông tin liên quan có thể xem tại EGRIP homepage, và danh sách ấn phẩm nằm ở EGRIP Publications
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Đây là một dự án quan trọng. Có thể đùa rằng nếu muốn xem bùn dưới lớp băng thì chỉ cần chờ 2 năm để băng tan, nhưng điểm mấu chốt là lời của Dorthe Dahl-Jensen trong bài: “vì nó định nghĩa lại hiểu biết cơ bản về cách băng di chuyển, nên sẽ làm thay đổi các mô hình khí hậu”
Một phần lớn, có lẽ là phần lớn, của khoa học khí hậu là xây dựng các mô hình — chủ yếu là các phương trình vi phân — mô tả “phản ứng trước tác động” của những thành phần lớn tạo nên khí hậu Trái Đất. Mô hình càng tốt thì ta càng ước tính tốt hơn điều gì sẽ xảy ra tiếp theo, và điều đó đặc biệt cần thiết với những hệ thống mà ta không thể tùy ý kiểm soát các biến đầu vào
Một ẩn số lớn là “mây sẽ hình thành ở đâu”. Điều này xuất phát từ hiểu biết về khả năng giữ hơi nước của không khí theo nhiệt độ: nhiệt độ tăng khiến không khí chứa được nhiều nước hơn, và nước là nền tảng để hình thành mây. Mây thấp làm tăng suất phản chiếu, từ đó hạ nhiệt độ; mây cao hoạt động như một bề mặt bán gương, phản xạ ánh sáng đã bật lên từ mặt đất trở lại xuống dưới, cho nó thêm một cơ hội tạo ra nhiệt
Nhiều phần trong công việc của IPCC được thực hiện bằng MATLAB[1,2], nên nếu có một workstation đủ mạnh, bạn có thể tự thay đổi nhiều điều kiện ban đầu và thiết lập khác nhau để thử nghiệm tương lai
Dù tương lai xa ra sao, trong tương lai gần việc bão sẽ dữ dội hơn vẫn không thay đổi. Bão lấy năng lượng từ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí, đất liền và biển
Điều cá nhân tôi thấy thú vị là chúng ta chưa có mô hình tốt về các kỷ băng hà bắt đầu như thế nào. Có những bài báo cho rằng nếu sự ấm lên vượt qua một ngưỡng nào đó, nó có thể tạo mây và gây ra làm lạnh giống như kịch bản “mùa đông hạt nhân” nhưng không có hạt nhân; tuy nhiên, sau khi nghiên cứu về mùa đông hạt nhân đã trở nên tinh vi hơn nhiều, thì theo xu hướng xuất bản gần đây, kịch bản đó nhìn chung có vẻ ít khả năng xảy ra. Công trình của Turco[3] và các bài viết trích dẫn nó là điểm khởi đầu tốt. Khói và muội không phải là mây nên không hoàn hảo, nhưng bản thân phần về sự tích tụ và khuếch tán của các vật che chắn trong khí quyển là khá vững chắc
[1] Một số mã và thông tin dùng để tạo biểu đồ trong báo cáo IPCC -- https://github.com/IPCC-WG1/Chapter-9
[2] Phần quảng bá của Mathworks về bộ công cụ dữ liệu khí hậu -- https://www.mathworks.com/discovery/climate-stress-testing.h...
[3] Climate and Smoke: an Appraisal of Nuclear Winter -- https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.11538069
Mọi đám mây đều có màu trắng, nên ban ngày chúng phản xạ ánh sáng Mặt Trời ra không gian và làm mát Trái Đất. Đồng thời, mọi đám mây gần như hoạt động như vật đen trong vùng hồng ngoại, vì vậy lượng năng lượng chúng phát ra dưới dạng hồng ngoại được quyết định bởi nhiệt độ của mây. Mây càng lạnh thì phát ra càng ít năng lượng
Gần như mọi đám mây đều lạnh hơn bề mặt bên dưới nó, nên năng lượng hồng ngoại thoát ra không gian sẽ ít hơn so với ngày quang mây. Điều này làm giảm năng lượng Trái Đất phát ra vũ trụ, khiến khí hậu ấm lên
Mây cao lạnh hơn mây thấp, nên hiệu ứng làm ấm mạnh hơn. Tóm lại, mây thấp phản xạ ánh sáng Mặt Trời để làm mát và không giữ lại nhiều hồng ngoại, nên hiệu ứng ròng là làm mát; còn với mây cao, lượng hồng ngoại bị giữ lại lớn hơn mức làm mát do phản xạ ánh sáng Mặt Trời, nên hiệu ứng ròng là làm ấm
Câu “trong tương lai gần sẽ có những cơn bão dữ dội hơn” đúng ở một mức độ nào đó, nhưng cần rất nhiều sắc thái. Đặc biệt, do khuếch đại Bắc Cực, độ dốc nhiệt độ giữa vùng cực và xích đạo thực ra đang yếu đi. Nếu bạn có xu hướng tin vào giả thuyết virus corona rò rỉ từ phòng thí nghiệm, có thể bạn sẽ nhảy vào nói “vậy thì bão cực đoan là vô lý”, nhưng trên thực tế các sóng Rossby — những sóng trong tầng khí quyển trên cao — đang trở nên uốn lượn hơn. Nghĩa là năng lượng tăng thêm do CO2 gây ấm lên đang tạo ra sự vận chuyển mạnh hơn và biến động lớn hơn, chứ không có nghĩa là lúc nào cũng tạo ra độ dốc lớn hơn. Dĩ nhiên, đôi khi độ dốc cũng có thể cực đoan
Rốt cuộc, khí hậu là vấn đề của thang thời gian và thang không gian. Khi đưa rất nhiều CO2 vào khí quyển, cả hai đều bị xáo trộn
Tôi cũng muốn chỉ ra rằng đây không phải lõi băng đầu tiên được khoan xuống tận đáy tảng băng Greenland. Cũng không phải cái thứ hai. Một số bình luận có vẻ ám chỉ như vậy. Tôi không thích kiểu truyền thông khoa học đưa tin/công bố mà bỏ mất bối cảnh như thế. Dĩ nhiên đây là công trình quan trọng, nhưng nó là nghiên cứu tiếp nối và cải thiện nhiều thí nghiệm khoan lõi sâu trước đó. Vẫn còn rất nhiều mẫu từ các lõi trước đây. Đây là việc rất đáng nghiên cứu và hy vọng sẽ đem lại những hiểu biết mới quan trọng, nhưng nó được xây trên một khối lượng nghiên cứu tiền lệ đáng kể[1]. Tiêu đề mơ hồ nên người ngoài ngành hoặc công chúng có thể khó hiểu điểm này
Thêm nữa, nói hơi gắt một chút: mã MATLAB của IPCC là tội ác với nhân loại, và tôi thật sự ghét Mathworks
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210315165639.h...
Có thể nghĩ đến các thí nghiệm sóng/hạt của ánh sáng. Ở quy mô băng hà và địa chất, chúng tồn tại như những khối hạt vật lý, nhưng chuyển động thì gần với sóng hơn. Vật chất bên trong toàn bộ khối bị treo giữ và định vị tùy theo cách nó bị bắt giữ như hạt, nhưng đặc tính của khối lượng băng hà có thể trông như hành xử giống sóng chất lưu
Vì vậy, nếu biết lịch trình dòng chảy của sông băng, có thể ta sẽ dự đoán được phần slurry băng hà chứa nhiều hạt nhất bị giữ ở đâu, tức là cả nơi có khoáng vật hoặc tàn dư sinh học bị cuốn đến trong một sự kiện cụ thể
Tôi tò mò không biết làm thế nào để có được các công việc nghiên cứu thực địa. Ý tôi là loại công việc vừa xử lý cảm biến, vừa ra ngoài làm việc tại hiện trường rồi còn phân tích nữa.
Điểm thú vị: “Lớp băng ở phía đáy đã hơn 120.000 năm tuổi, lùi về tới kỳ gian băng cuối cùng, khi nhiệt độ khí quyển trên Greenland ấm hơn ngày nay 5°C”
Nó cho thấy dự báo nhiệt độ trung bình sẽ tăng 2–3 độ, ngay cả vào thời điểm lẽ ra theo dự kiến phải bước vào một kỷ băng hà mới, bất thường đến mức nào. Nói cách khác, nhiệt độ đang vọt lên mức cao chưa từng thấy trong quá khứ
https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_prehistory
Khí hậu Eemian được cho là ấm hơn Holocene hiện nay. Các yếu tố quỹ đạo Trái Đất khác với ngày nay — tức độ nghiêng trục quay và độ lệch tâm lớn hơn, cùng thay đổi điểm cận nhật, được gọi là chu kỳ Milankovitch — rất có khả năng đã làm biến thiên nhiệt độ theo mùa ở Bắc bán cầu lớn hơn. Vào mùa hè Bắc bán cầu, nhiệt độ ở vùng Bắc Cực cao hơn năm 2011 khoảng 2–4°C
Khi đó hà mã đã tiến lên phía bắc tới sông Rhine và sông Thames; ranh giới đồng cỏ–rừng ở Great Plains của Mỹ nằm xa hơn về phía tây, gần Lubbock, Texas, chứ không phải gần Dallas như hiện nay; và mực nước biển ở đỉnh điểm rất có thể cao hơn ngày nay 6–9m
https://en.wikipedia.org/wiki/Eemian
Kết luận là cần nhanh chóng có thu giữ carbon quy mô lớn. Ngay cả khi đạt phát thải ròng bằng 0, CO2 vẫn sẽ mất hàng nghìn năm để giảm về mức tiền công nghiệp
Nói thêm, không nhất thiết chỉ tập trung vào bản thân “mức tiền công nghiệp”; ý chính là nồng độ hiện nay quá cao, nên cần hạ xuống càng nhanh càng tốt
Thật khó tin là họ không cho xem ảnh cái hố trông như đường kính 10m, sâu 2,7km
Nhìn ảnh lõi băng cuối cùng[1] sẽ thấy giếng khoan thực tế nhỏ đến mức nào
[1] https://science.ku.dk/english/press/news/2023/pay-dirt-for-i...
Nếu tìm được cách tốt để bán rẻ việc khoan hơn 10km ở khắp nơi, sẽ có rất nhiều thứ có thể khai thác. Lớp phủ dày hơn 2000km, còn các mỏ sâu nhất cũng chỉ khoảng 3–4km
Theo cách này có thể thu được lượng nhiệt khổng lồ, và có lẽ còn dùng để xử lý rác. Trong Master Of Orion 2 có Deep Core Mines và Core Waste Dumps; có khi đó là con đường đúng
Ở đó có thể thấy cái hố thực tế đường kính khoảng 10cm, và cả hiện trường khoan thực tế bên dưới lớp tuyết
Nếu quan tâm đến việc khoan các hố lớn phục vụ nghiên cứu khoa học, liên quan đến động đất và sóng thần thì https://usoceandiscovery.org/wp-content/uploads/2016/06/Casc... đáng đọc
Tóm lại, các trạm quan trắc địa vật lý và thủy văn trong giếng khoan được bịt kín là công cụ mạnh để hiểu thủy văn của các thành tạo vỏ Trái Đất, là phương tiện đo tín hiệu thủy văn sinh ra từ biến đổi biến dạng thể tích, và cung cấp vị trí ổn định cho thiết bị địa chấn và trắc địa chất lượng cao
Dữ liệu này hữu ích cả khi đứng riêng lẻ lẫn khi đối chiếu với các nghiên cứu khác. Ví dụ có thể tham chiếu trận động đất lớn xảy ra ngoài khơi vùng Tây Bắc Thái Bình Dương của Mỹ khoảng hơn 400 năm trước (https://en.wikipedia.org/wiki/1700_Cascadia_earthquake) và trận sóng thần tương ứng ở Nhật Bản
Tính ra tốc độ khoảng 4,3cm mỗi giờ. Có ai giải thích được vì sao quá trình này mất lâu như vậy không?
Một trường hợp Nam Cực khoan tới độ sâu gần tương tự là EPICA ở Dome C, cho thấy 8 kỳ gian băng[0]
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/European_Project_for_Ice_Corin...
Có vẻ cũng có thể thiết kế một bot dùng bùn để làm tan băng. Đường kính ngoài của lỗ khoan sẽ được làm tan bằng nhiệt hoặc laser; laser/nhiệt được chiếu theo hướng hình nón ở phía trước thiết bị khoan; còn ống trung tâm để ở trạng thái chân không để hút bùn tan chảy lên
Về mặt lý thuyết, liệu có thể tìm thấy một động vật đông lạnh 120.000 năm tuổi với DNA còn nguyên vẹn không?
Trường hợp này thực ra không hẳn là “động vật đông lạnh”, mà mọi thứ đã bị trộn lẫn ở mức độ nào đó, nên người ta phải so sánh các mảnh còn lại với trình tự gene hiện có
https://www.nytimes.com/2022/12/07/science/oldest-dna-greenl...
[0] https://www.theguardian.com/world/2012/feb/21/russian-scient...
Con người thật tuyệt. Bằng cách nào đó họ đã quyết định bắt đầu khoan, và không bỏ cuộc suốt 7 năm để kiếm được kinh phí
Chúng ta là những sinh vật điên rồ nhưng thú vị