Các nhà khoa học báo động khi diện tích xanh tại Nam Cực tăng gấp 10 lần

Các vệ tinh ghi lại những quan sát khách quan về biến đổi khí hậu của Trái đất. Từ góc nhìn của vệ tinh, ta có thể quan sát các tảng băng không còn bám chặt vào Nam Cực mà trôi ra đại dương. Khi các thềm băng vỡ ra, phần trước đây đóng băng của hành tinh chuyển sang màu xanh của thảm thực vật.

Dữ liệu 35 năm gây sốc

Hiện nay, các nhà khoa học đã tổng hợp 35 năm dữ liệu vệ tinh cho thấy Nam Cực đang dần trở nên xanh hơn một cách rõ rệt. NASA và Cục Khảo sát Địa chất Mỹ đã phóng vệ tinh Landsat đầu tiên vào không gian vào năm 1975. Kể từ đó, họ đã phóng thêm tám vệ tinh Landsat nữa, trong đó Landsat 9 là vệ tinh được phóng gần đây nhất vào năm 2021. Dữ liệu Landsat là kho tàng dữ liệu độc đáo về Trái đất và những thay đổi mà hành tinh của chúng ta trải qua dựa trên hàng triệu hình ảnh.

Các vệ tinh Landsat đã quan sát các đám cháy rừng, quá trình các khu vực đô thị mở rộng, quá trình các sông băng tan chảy và quá trình Trái đất trải qua nhiều thay đổi khác.

Nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Geoscience đã sử dụng dữ liệu Landsat trong 35 năm, từ Landsat 5 đến Landsat 8, để đo lường sự lan rộng của thảm thực vật vào Nam Cực. Báo cáo khoa học này có tiêu đề "Sự xanh hóa liên tục của bán đảo Nam Cực được quan sát từ vệ tinh". Nghiên cứu này được do nhà khoa học môi trường Thomas Roland từ Đại học Exeter và chuyên gia cảm biến từ xa Olly Bartlett từ Đại học Hertfordshire thực hiện.

Báo cáo nêu rõ: "Nghiên cứu này nhằm đánh giá phản ứng của thảm thực vật đối với biến đổi khí hậu trên bán đảo Nam Cực trong 35 năm qua bằng cách định lượng tốc độ thay đổi về phạm vi không gian và 'xu hướng' của bán đảo Nam Cực (xanh hóa so với nâu hóa), những yếu tố vẫn chưa được định lượng".

Nghiên cứu cho thấy diện tích đất được bao phủ bởi thảm thực vật trên bán đảo Nam Cực đã tăng hơn 10 lần kể từ năm 1986. Diện tích đất có thảm thực vật tăng từ 0,86 km vuông vào năm 1986 lên 11,95 km vuông vào năm 2021. Phạm vi thực vật bao phủ bị giới hạn ở các rìa ấm hơn của bán đảo. Thế nhưng, điều đó vẫn chỉ ra sự thay đổi trong hệ sinh thái của khu vực, do lượng khí thải carbon của chúng ta.

Sự xâm lấn của thực vật tại vùng lạnh nhất Trái đất bắt đầu bằng rêu và địa y. Rêu là loài tiên phong, là sinh vật đầu tiên di chuyển vào môi trường sống mới có sẵn. Những loài thực vật không có mạch này rất cứng cáp và khỏe mạnh, có thể phát triển trên đá trơ trụi trong môi trường thiếu dinh dưỡng. Chúng tạo ra nền tảng cho các loài thực vật theo sau chúng bằng cách tiết ra axit phá vỡ đá và cung cấp vật liệu hữu cơ khi chúng chết.

Bản đồ làm rõ kết quả nghiên cứu. Mỗi trong bốn bảng hiển thị lượng thảm thực vật xanh trên vùng đất không có băng của bán đảo Nam Cực ở độ cao dưới 300 mét. Mỗi hình lục giác được tô bóng tùy thuộc vào số km vuông được thảm thực vật bao phủ. Điều đó được xác định bởi Chỉ số thực vật chuẩn hóa chênh lệch (NDVI) dựa trên vệ tinh. NDVI dựa trên dữ liệu quang phổ do vệ tinh Landsat thu thập trong những ngày không có mây vào mỗi tháng 3, thời điểm kết thúc mùa sinh trưởng ở Nam Cực.

Tương lai sẽ ra sao?

Rêu chiếm ưu thế ở các khu vực xanh, mọc thành thảm và bờ. Trong nghiên cứu trước đây, Roland và các đồng nghiệp đã thu thập các mẫu lõi được xác định niên đại bằng carbon từ các bờ rêu ở phía tây của bán đảo Nam Cực. Những mẫu này cho thấy rêu tích tụ nhanh hơn trong 50 năm qua và có sự gia tăng hoạt động sinh học. Điều đó dẫn họ đến nghiên cứu hiện tại, nơi họ muốn xác định xem rêu không chỉ phát triển cao hơn mà còn phát triển rộng ra bên ngoài.

Roland cho biết "Dựa trên các mẫu lõi, chúng tôi tin rằng ​​sẽ thấy một số cây xanh, nhưng chúng tôi không ngờ lại chạm đến quy mô mà chúng tôi đã báo cáo".

Bartlett cũng đồng quan điểm khi cho biết "Khi chúng tôi lần đầu tiên chạy các con số, chúng tôi đã không tin vào mắt mình. Bản thân tỷ lệ này khá ấn tượng, đặc biệt là trong vài năm trở lại đây".

Bán đảo Nam Cực đang ấm lên nhanh hơn các khu vực khác trên Trái Đất. Không chỉ các sông băng đang rút đi mà diện tích băng biển cũng đang thu hẹp lại và có nhiều vùng nước mở hơn. Các tác giả chỉ ra rằng các hoạt động theo chu kỳ của gió thay đổi do khí thải nhà kính có thể là nguyên nhân.

Điều gì sẽ xảy ra khi băng tiếp tục tan và các loài tiên phong xâm chiếm nhiều hơn ở Nam Cực? Lục địa này có hàng trăm loài bản địa, chủ yếu là rêu, địa y, địa tiền thảo và nấm. Lục địa này chỉ có hai loài thực vật có hoa là cỏ tóc Nam Cực và ngọc trai Nam Cực. Điều này có ý nghĩa gì đối với chúng?

Roland cho biết: "Câu chuyện ở những nơi này chủ yếu là sự tan biến của sông băng. Chúng tôi đang bắt đầu nghĩ về những gì sẽ xảy ra tiếp theo, sau khi băng tan".

Sau khi rêu bám rễ ở một khu vực, đất được tạo ra ở nơi không có rêu. Điều đó mở ra cơ hội cho các sinh vật khác, cả bản địa và không phải bản địa. Rủi ro là tính đa dạng sinh học mong manh sẽ bị suy giảm.

Du lịch và các hoạt động khác của con người có thể vô tình đưa vào các loài mới. Ngoài ra, gió cũng có thể mang theo hạt giống và bào tử đến Nam Cực. Nếu các sinh vật ngoại lai khỏe mạnh đến, chúng có thể cạnh tranh với các loài bản địa. Đã có một số trường hợp được ghi nhận về điều này xảy ra.

Dữ liệu lõi carbon và Landsat chỉ là khởi đầu cho Roland, Bartlett và các nhà nghiên cứu đồng nghiệp của họ. Nghiên cứu thực địa cận cảnh là bước tiếp theo. Các nhà nghiên cứu muốn biết những cộng đồng thực vật nào đang hình thành và những thay đổi nào đang diễn ra trong môi trường.

Một Nam Cực màu xanh không phải là điều mà chúng ta mong đợi. Một Nam Cực băng giá giúp phản chiếu ánh mặt trời tốt hơn còn nếu Nam Cực bị xanh hóa, lục địa này hấp thụ nhiệt thì sẽ càng làm Trái Đất nóng lên, nước biển dâng cao hơn.