Dòng hải lưu quy mô lớn vận chuyển nước, chất dinh dưỡng và kiểm soát khí hậu Trái Đất. Dòng hải lưu bề mặt dễ đo lường và theo dõi, nhưng dòng chảy sâu dưới đáy đại dương vẫn còn là bí ẩn. Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Anh, Đức, Pháp và Italy trên tạp chí Nature Geoscience công bố dữ liệu lớn nhất về tốc độ và hướng của dòng chảy gần đáy biển, khác với dự đoán trước đây.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng 34 máy đo dòng chảy Doppler âm thanh, để đo dòng chảy biển sâu gần Mozambique. Ảnh: Mike Clare
Trước đây, dòng chảy đáy biển được cho là ổn định và chảy từ Nam lên Bắc ở khu vực ngoài khơi Mozambique. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy dòng hải lưu biển sâu biến đổi mạnh hơn nhiều so với hiểu biết trước đây. Mô phỏng dòng chảy dùng để theo dõi trầm tích, chất ô nhiễm dưới biển sâu và tái tạo điều kiện đại dương cổ đại cần cập nhật.
Tiến sĩ Mike Clare, nhà trầm tích học tại Trung tâm Hải dương học Quốc gia, Anh đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: "Hệ thống dòng hải lưu vận hành khắp hành tinh phức tạp hơn nhiều so với mô hình sách giáo khoa. Chúng thực sự cần điều tra cẩn thận".
Các nhà khoa học sử dụng cảm biến đo dòng chảy âm thanh Doppler (ADCP) gắn dưới đáy biển. Việc triển khai và quản lý thiết bị này tốn kém nên nhiều nghiên cứu chỉ sử dụng trong thời gian ngắn. Công ty dầu khí Eni của Italy đã triển khai 34 ADCP trên diện tích khoảng 2.500 km2 ở eo biển Mozambique. Công ty chia sẻ dữ liệu, cung cấp cho các nhà khoa học cái nhìn chi tiết, độc đáo về đáy biển. Thiết bị đo tốc độ và hướng dòng chảy 10 phút một lần trong 4 năm.
Khi Lewis Bailey, nhà địa chất học tại Đại học Calgary, phân tích dữ liệu từ ADCP, kết quả khác với xu hướng dòng chảy hướng Bắc ổn định đến mức ông tự hỏi liệu mình có sai sót. Ông nói: "Điều đầu tiên tôi nghĩ là 'Không thể đúng được'".
Sau khi xử lý số liệu, các nhà nghiên cứu phát hiện dòng chảy đáy biển thường tăng tốc, chậm lại và thậm chí đảo chiều. Bailey cho biết: "Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy dòng chảy biến đổi ngay cả giữa các điểm neo đậu khá gần nhau".
Clare nói: "Tất cả các nhà địa chất tham gia dự án đều kinh ngạc trước sự biến đổi này".
Các nhà nghiên cứu tìm hiểu nguyên nhân gây ra sự biến đổi cho thấy dòng chảy thay đổi theo mùa và chu kỳ thủy triều. ADCP và các mô hình đáy biển bị xói mòn cho thấy dòng chảy trên sườn biển mở thường hướng bắc. Nhưng trong các hẻm núi ngầm, dòng chảy thường đảo chiều, chảy lên hoặc xuống theo chiều dài của chúng.
Các nhà khoa học suy đoán thủy triều và địa hình đáy biển là nguyên nhân chính tạo nên đặc điểm dòng chảy.
Trước đó một nghiên cứu của Trường Đại học Rutgers (Mỹ) công bố trên tạp chí Science cũng chỉ ra dòng chảy của biển đóng vai trò quan trọng tương đương trong việc điều chỉnh khí hậu của Trái Đất.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học cho biết phần làm mát chính của Trái Đất và băng lục địa nằm phía Bán Cầu Bắc 2,7 triệu năm trước đã xảy ra đồng thời với một sự chuyển hướng dòng chảy của đại dương - kéo nhiệt và khí CO2 trong biển Đại Tây Dương, di chuyển chúng xuyên dưới đáy biển sâu từ phía Bắc tới phía Nam cho tới khi nhiệt và khí carbonic được giải phóng ra ở biển Thái Bình Dương.
Các nhà khoa học tin rằng, hệ thống băng tải đại dương (các dòng hải lưu ở dưới sâu) đã thay đổi cùng thời điểm với một sự mở rộng thể tích các sông băng tại Bắc bán cầu cũng như hạ thấp đáng kể mực nước biển. Đó là băng Nam Cực, họ lập luận, đã cắt đứt trao đổi nhiệt tại mặt biển và đẩy nó xuống nước sâu. Họ tin rằng điều này đã gây ra biến đổi khí hậu toàn cầu.
Nghiên cứu chứng minh rằng, các biến đổi về phân bố nhiệt giữa các lưu vực biển là rất quan trọng để hiểu về biến đổi khí hậu tương lai.
Minh Thư (Theo Livescience/Sciencedaily)
