Đại dương ngày càng nổi sóng giận dữ vì con người gây biến đổi khí hậu

Khi sóng đại dương dâng lên và hạ xuống, chúng truyền lực xuống đáy biển bên dưới và tạo ra sóng địa chấn. Những sóng địa chấn này mạnh và lan rộng đến mức chúng xuất hiện dưới dạng dao động đều đặn trên máy ghi địa chấn và các công cụ dùng để theo dõi động đất.

Tín hiệu sóng đó ngày càng dữ dội hơn trong những thập niên gần đây, phản ánh thực tế các vùng biển ngày càng có bão lớn hơn và sóng biển dâng cao hơn.

Trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications, Giáo sư Richard Aster (Trưởng khoa Địa vật lý, Đại học bang Colorado) và các đồng nghiệp đã theo dõi sự gia tăng đó trên khắp thế giới trong bốn thập niên qua.

Dữ liệu được thu thập từ toàn cầu cùng với các nghiên cứu địa chấn từ thực địa, vệ tinh và ở các đại dương khác, cho thấy quá trình năng lượng sóng gia tăng đã kéo dài hàng thập niên, đồng hành với tình trạng bão tố ngày càng tăng do nhiệt độ toàn cầu tăng cao.

Địa chấn học có liên quan gì đến sóng biển?

Mạng lưới địa chấn toàn cầu được biết đến nhiều nhất trong việc theo dõi và nghiên cứu những trận động đất, cũng như cho phép các nhà khoa học tạo ra những hình ảnh về phần sâu bên trong Trái đất.

Những thiết bị có độ nhạy cao này liên tục ghi lại rất nhiều hiện tượng địa chấn tự nhiên như động đất, núi lửa phun trào, thiên thạch tấn công, sạt lở băng… và cả do con người gây ra như thử hạt nhân hay các vụ nổ khác.

Chúng cũng thu được các tín hiệu địa chấn có tính chất dai dẳng từ gió, nước và hoạt động của con người. Ví dụ, mạng lưới địa chấn đã quan sát thấy tiếng ồn địa chấn do con người tạo ra trên toàn cầu khi các biện pháp phong tỏa được áp dụng trên khắp thế giới trong đại dịch COVID-19.

Tuy nhiên, tín hiệu nền địa chấn phổ biến nhất trên toàn cầu là tiếng đập không ngừng được tạo ra bởi sóng biển do bão gây ra, được gọi là vi địa chấn toàn cầu.

Hai loại tín hiệu địa chấn

Sóng biển tạo ra tín hiệu vi địa chấn theo hai cách khác nhau.

Năng lượng mạnh hơn trong hai loại, được gọi là vi chấn thứ cấp, đập mạnh trong thời gian từ khoảng 8 đến 14 giây. Khi các sóng truyền qua đại dương theo nhiều hướng khác nhau, chúng giao thoa với nhau, tạo ra sự thay đổi áp suất dưới đáy biển. Tuy nhiên, sóng giao thoa không phải lúc nào cũng xuất hiện, nó không phải đại diện điển hình cho hoạt động tổng thể của sóng đại dương.

Cách thứ hai do sóng biển tạo ra tín hiệu địa chấn toàn cầu được gọi là quá trình địa chấn vi mô sơ cấp. Những tín hiệu này được gây ra bởi sóng biển di chuyển trực tiếp dưới dạng đẩy và kéo dưới đáy biển.

Do chuyển động của nước trong sóng giảm đi nhanh chóng theo độ sâu nên điều này thường chỉ xảy ra ở những vùng nước có độ sâu dưới khoảng 300 mét. Tín hiệu vi địa chấn chính có thể nhìn thấy trong dữ liệu địa chấn dưới dạng tiếng ồn ổn định trong khoảng thời gian từ 14 đến 20 giây.

Hành tinh rung chuyển cho chúng ta biết điều gì

Trong nghiên cứu, nhóm của Giáo sư Aster đã ước tính và phân tích cường độ vi địa chấn sơ cấp từ cuối những năm 1980 tới nay tại 52 địa điểm ghi địa chấn trên khắp thế giới với nhật ký ghi chép liên tục. Họ nhận thấy rằng 41 nơi (79%) trong số những trạm này cho thấy mức năng lượng tăng dần và đáng kể trong các thập niên gần đây.

Kết quả chỉ ra rằng năng lượng sóng biển trung bình trên toàn cầu kể từ cuối thế kỷ 20 đã tăng với tốc độ trung bình là 0,27% mỗi năm. Tuy nhiên, kể từ năm 2000, mức tăng trung bình trên toàn cầu đã lên đến 0,35% mỗi năm.

Họ cũng đã ghi nhận thấy năng lượng vi mô tổng thể lớn nhất ở các khu vực thuộc Nam Đại Dương gần bán đảo Nam Cực có nhiều bão tố nhất. Nhưng những kết quả này cũng cho thấy cường độ sóng ở Bắc Đại Tây Dương đã tăng nhanh nhất trong những thập niên gần đây.

Điều đó phù hợp với một số nghiên cứu khác gần đây cho thấy cường độ bão Bắc Đại Tây Dương và các mối nguy hiểm ven biển đang gia tăng. Bão Ciarán, tấn công châu Âu với những đợt sóng và gió mạnh kỷ lục vừa đổ bộ trong tháng 11 năm nay là một ví dụ.

Ghi chép về địa chấn vi mô kéo dài hàng thập niên cũng cho thấy sự dao động theo mùa của các cơn bão mùa đông tăng mạnh giữa bán cầu Bắc và Nam. Nó ghi nhận tác động giảm xung động từ sóng của băng biển Nam Cực ngày càng yếu do diện tích băng bị thu hẹp, cũng như ảnh hưởng lâu dài của chu kỳ El Ni,o và La Ni,a đối với cường độ sóng và bão. Kết hợp dữ liệu từ ghi chép với các nghiên cứu về khí hậu và đại dương gần đây cho thấy quả thực bão và sóng đang ngày càng dữ dội khi khí hậu ấm lên.

Cảnh báo với các nước ven biển

Các đại dương đã hấp thụ khoảng 90% lượng nhiệt dư thừa liên quan đến khí thải nhà kính ngày càng gia tăng từ các hoạt động của con người trong những thập niên gần đây. Năng lượng dư thừa đó có thể chuyển thành những cơn sóng có sức tàn phá lớn hơn và những cơn bão mạnh hơn.

Kết quả của nhóm nghiên cứu đưa ra một cảnh báo khác cho các nước ven biển, nơi chiều cao sóng biển ngày càng tăng có thể tác động đến bờ biển, làm hư hại cơ sở hạ tầng và xói mòn đất liền.

Tác hại của sóng càng trở nên phức tạp hơn do mực nước biển dâng cao do biến đổi khí hậu và sụt lún. Và điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nhanh chóng giảm thiểu biến đổi khí hậu, triển khai chiến lược bảo vệ môi trường và tăng cường khả năng chịu sóng ở các cơ sở hạ tầng ven biển.