Tại sao các nhà khoa học lại “cắm chốt” tại Nam Cực - nơi họ phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất hành tinh? Họ đã khám phá được những gì? Tại sao họ vẫn tiếp tục dấn thân đến nơi xa xôi này để nghiên cứu? Dưới đây là chia sẻ của chuyên gia địa mạo học David William Hedding, người từng có thời gian nghiên cứu tại lục địa băng giá, về công việc của các nhà khoa học tại Nam Cực, điều kiện sống tại đây và tại sao những nghiên cứu này lại quan trọng đến vậy.
“Phòng thí nghiệm” tự nhiên của Trái đất
Nam Cực được xem là một “trạm radar” khổng lồ theo dõi các biến động khí hậu toàn cầu. Với môi trường hoang sơ, gần như không bị ảnh hưởng bởi con người, nơi đây cung cấp cơ hội lý tưởng để nghiên cứu các quá trình tự nhiên và phản ứng của hệ sinh thái với biến đổi khí hậu. Theo nhà địa mạo học David William Hedding, “Nam Cực nhạy cảm một cách đặc biệt với bất kỳ thay đổi nào về khí hậu và điều kiện khí quyển, khiến nó trở thành nơi quan sát quan trọng bậc nhất”.
Ngoài ra, vị trí địa lý độc đáo của Nam Cực cũng tạo điều kiện thuận lợi cho những lĩnh vực nghiên cứu khó thực hiện ở nơi khác, ví dụ như hiện tượng “thời tiết không gian” (chủ yếu là các biến động của từ trường Trái đất do hoạt động Mặt trời gây ra). Đây là lĩnh vực quan trọng vì từ trường Trái đất có thể ảnh hưởng đến các nền tảng thông tin liên lạc, công nghệ, cơ sở hạ tầng và sức khỏe con người.
Có bao nhiêu quốc gia tham gia hoạt động nghiên cứu tại đây?
Hiện tại, khoảng 30 quốc gia đang vận hành các trạm nghiên cứu ở Nam Cực, tuy nhiên, các trạm này phục vụ cho một cộng đồng khoa học rộng lớn hơn nhiều. Hợp tác quốc tế là yếu tố then chốt trong nghiên cứu tại Nam Cực, bởi nhiều điểm nghiên cứu nằm ở những nơi cực kỳ hẻo lánh, việc tiếp cận gặp nhiều khó khăn và nguồn lực thường rất hạn chế.
Trạm SANAE IV của Nam Phi là một trong những cơ sở nghiên cứu tiêu biểu. Nằm trên một núi đá nhô lên từ biển băng ở Dronning Maud Land, trạm cách bờ biển khoảng 220km và chỉ có từ 10-12 nhà khoa học làm việc mỗi năm. Mỗi đợt luân chuyển kéo dài tới 15 tháng, bao gồm cả mùa Đông kéo dài trong bóng tối và băng giá.
Những phát hiện khoa học lớn nhất tại Nam Cực
Hai trong số những đóng góp lớn nhất của khoa học Nam Cực cho nhân loại là việc phát hiện ra lỗ thủng tầng ozone và lõi băng Nam Cực chứa bóng khí cổ đại. Lỗ thủng tầng ozone được phát hiện vào năm 1985 bởi các nhà khoa học Anh. Điều này dẫn đến việc ra đời Nghị định thư Montreal, giúp cấm dần các hợp chất CFC - nguyên nhân chính gây suy giảm tầng ozone. Nhờ nỗ lực này, tầng ozone đang phục hồi và theo Liên hợp quốc, đến năm 2066 nó có thể trở lại trạng thái tiền công nghiệp.
Việc phát hiện ra lõi băng Nam Cực chứa các bong bóng khí cổ đại đã mở ra cánh cửa nhìn lại 1,2 triệu năm lịch sử khí hậu Trái đất. Nhờ đó, các nhà khoa học có thể hiểu cách hành tinh phản ứng với các thay đổi tự nhiên và nhân tạo, từ đó mô hình hóa kịch bản tương lai liên quan đến nước biển dâng, băng tan và biến động thời tiết cực đoan.
Điều kiện làm việc khắc nghiệt
Nghiên cứu khoa học tại Nam Cực vô cùng khắc nghiệt, với ba thách thức chính: vị trí hẻo lánh, nhiệt độ lạnh buốt và điều kiện ánh sáng bất thường.
Độ hẻo lánh của nhiều địa điểm nghiên cứu khiến việc tiếp cận trở nên khó khăn. Khoảng cách giữa các trạm nghiên cứu tại đây là rất lớn, đòi hỏi kế hoạch hậu cần kỹ lưỡng và hợp tác đa quốc gia. Ví dụ, các nhà địa chất từ Đại học Johannesburg (Nam Phi) làm việc tại trạm SANAE IV thường phải di chuyển hàng tuần trong điều kiện khắc nghiệt bằng xe trượt tuyết để thu thập mẫu vật và tự túc trong suốt thời gian nghiên cứu ngoài thực địa.
Cái lạnh khắc nghiệt khiến phần lớn nghiên cứu chỉ có thể diễn ra vào mùa Hè ở Nam Cực - thời điểm nhiệt độ tạm thời dễ chịu hơn đôi chút: dao động từ -2°C đến -20°C. Vào mùa Đông, nhiệt độ có thể xuống tới -60°C khiến phần lớn nghiên cứu bị đình trệ. Tuy nhiên, mùa Hè ở đây rất ngắn và việc tiếp cận Nam Cực bằng đường biển lại bị hạn chế do băng biển dày đặc và rộng lớn.
Điều kiện ánh sáng bất thường: Mùa Hè có 24 giờ ánh sáng Mặt trời, giúp kéo dài thời gian làm việc nhưng cũng gây rối loạn giấc ngủ và sức khỏe tinh thần cho các nhà nghiên cứu. Ngược lại, mùa Đông là bóng tối hoàn toàn trong nhiều tháng, khiến không ít nhà khoa học rơi vào tình trạng trầm cảm, mất phương hướng.
Tại sao nghiên cứu khoa học ở Nam Cực lại quan trọng?
Nam Cực có mối liên kết chặt chẽ với các hệ thống toàn cầu và đóng vai trò then chốt trong việc điều phối chúng.
Chẳng hạn, biến đổi khí hậu đang khiến băng đất liền ở Nam Cực tan chảy, làm mực nước biển dâng, thay đổi dòng hải lưu và đe dọa chuỗi thức ăn đại dương. Theo một nghiên cứu của NASA, nếu toàn bộ băng ở Nam Cực tan chảy, mực nước biển toàn cầu có thể tăng đến 58m - một kịch bản tồi tệ tuy còn xa, nhưng cảnh báo mức độ nghiêm trọng của khủng hoảng khí hậu.
Việc hiểu cách các hệ thống tự nhiên như Nam Cực phản ứng với thay đổi là mấu chốt để con người xây dựng khả năng thích ứng và bảo vệ sự sống. Ngoài ra, các dữ liệu từ Nam Cực còn giúp chúng ta lập kế hoạch cơ sở hạ tầng ven biển, điều chỉnh chính sách môi trường và bảo vệ các hệ sinh thái toàn cầu đang bị đe dọa.
Nam Cực là biên giới cuối cùng không chỉ về mặt địa lý mà còn là thử thách lớn nhất của khoa học hiện đại. Những người tình nguyện sống và làm việc tại đây - như tại trạm SANAE IV - không chỉ đóng vai trò là nhà nghiên cứu, mà còn là người canh giữ tương lai Trái đất. Những phát hiện từ lục địa băng giá này đã, đang và sẽ tiếp tục định hình các chính sách khí hậu, bảo tồn và sinh kế của hàng tỷ người trên hành tinh.
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!