Lần đầu tiên các nhà khoa học định lượng được: Biến đổi khí hậu do con người đã đẩy nhanh sự rút lui của sông băng Pine Island thêm 20%

Ghi chú của Biên tập viên: Nghiên cứu (mã bản in thử egusphere-2025-2315) do Đại học King's College London và Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh dẫn đầu, hiện đang được mở để thảo luận và đang trong quá trình bình duyệt cho tạp chí The Cryosphere .

Con số 20% được tính toán như thế nào?

Nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp đồng hóa dữ liệu tinh vi có tên là 'ensemble Kalman inversion' để mô phỏng hành vi của PIG trong suốt thế kỷ 20 . Bằng cách chạy các mô hình với và không có tác động của khí hậu do con người gây ra, nhóm nghiên cứu đã có thể cô lập được ảnh hưởng của khí thải nhà kính lần đầu tiên .

Phát hiện chính: ngay cả khi không có ảnh hưởng của con người, sự biến đổi khí hậu tự nhiên vẫn có thể khiến sông băng rút lui khoảng 80% so với mức quan sát được . Tuy nhiên, khí thải nhà kính do con người gây ra đã làm ấm Nam Đại Dương và đẩy sông băng lùi xa hơn khoảng 18–20% so với mức mà chỉ tự nhiên có thể gây ra .

"Tác động của đại dương bị hâm nóng do con người được phân tích là đã khuếch đại đáng kể sự rút lui của sông băng," các nhà nghiên cứu tuyên bố, mô tả đây là "nghiên cứu đầu tiên định lượng tác động của con người đối với sự rút lui của các sông băng lớn ở Nam Cực" .

Cú hích từ những năm 1940: Một làn sóng nước ấm

Nhiều bằng chứng độc lập đều hội tụ vào những năm 1940 là thời điểm bắt đầu quá trình rút lui hiện đại của PIG . Các lõi trầm tích thu hồi từ bên dưới thềm băng PIG kể một câu chuyện rõ ràng: sự xâm nhập của nước biển vượt qua đỉnh của một rặng núi dưới băng, tạo thành một khoang đại dương bên dưới thềm băng, xảy ra vào năm 1945 (±12 năm) . Quá trình cuối cùng thềm băng tách khỏi rặng núi đó diễn ra sau đó vào năm 1970 (±4 năm) .

Cú hích ban đầu này dường như là tự nhiên — một đợt nước ấm bất thường ở đại dương liên quan đến sự biến đổi của El Niño vào thời điểm đó . Sự rút lui không dừng lại ngay cả khi nhiệt độ đại dương trong khu vực trở lại bình thường .

Các bằng chứng địa chất cũng cho thấy đây không phải là lần đầu tiên PIG phản ứng mạnh mẽ với các tác động bên ngoài. Dữ liệu địa chất-băng hà và địa thời gian cho thấy PIG đã trải qua quá trình mỏng đi nhanh chóng trong thời kỳ đầu Holocene, khoảng 8.000 năm trước, với tốc độ tương đương như ngày nay — xác nhận rằng sông băng rất nhạy cảm với các tác nhân hải dương và khí quyển bên ngoài .

Sự rút lui không thể đảo ngược: Bất ổn định của dải băng biển

Khi đã bắt đầu, PIG bước vào một giai đoạn rút lui tự duy trì được thúc đẩy bởi sự bất ổn định của dải băng biển (MISI). Bởi vì sông băng nằm trên một lòng dốc ngược (retrograde) nằm sâu dưới mực nước biển, sự rút lui sẽ trở nên tự khuếch đại một khi nó bắt đầu .

Một nghiên cứu năm 2014 trên tạp chí Nature Climate Change sử dụng ba mô hình dòng chảy băng độc lập đã phát hiện ra rằng đường tiếp đất của PIG "có thể đã tham gia vào một đợt rút lui không ổn định dài 40 km", với lượng mất khối lượng mô phỏng tăng từ trung bình 20 Gt/năm (quan sát giai đoạn 1992–2011) lên hơn 100 Gt/năm — tương đương 3,5–10 mm mực nước biển dâng .

Vào năm 2023, các nhà nghiên cứu từ Đại học Northumbria và Đại học Bangor phát hiện ra rằng PIG đã vượt qua một điểm giới hạn không thể đảo ngược trong vòng 80 năm qua. Sự gia tăng tạm thời của quá trình tan chảy bên dưới thềm băng của nó đã đủ để đẩy sông băng vượt qua một ngưỡng mà từ đó nó không thể phục hồi, ngay cả trong những giai đoạn lạnh hơn sau đó . Giai đoạn tăng tốc này kéo dài từ những năm 1970 đến những năm 1990 .

Điều quan trọng là, sự rút lui của PIG và sông băng Thwaites lân cận xảy ra đồng bộ, liên quan đến các tác nhân hải dương và khí quyển bên ngoài được điều chỉnh bởi biến đổi khí hậu — chứ không phải động lực bên trong riêng của mỗi sông băng .

Điều này có ý nghĩa gì đối với mực nước biển dâng trong tương lai?

Mức đóng góp dự kiến vào mực nước biển dâng chỉ riêng từ PIG là lên tới ~5,1 cm trong hai thế kỷ tới dưới tác động của sự ấm lên của đại dương, với giả định thềm băng của nó không sụp đổ vì những nguyên nhân khác .

Khu vực Vịnh Amundsen rộng lớn hơn (bao gồm cả Thwaites) chiếm ưu thế trong các dự báo:

• Dải băng Nam Cực có thể đóng góp tới 30 cm vào năm 2100 và 72 cm vào năm 2200 (phân vị 95%), với khu vực biển Amundsen chịu trách nhiệm cho tới 25 cm vào năm 2100 và 48 cm vào năm 2200 .
• Trong kịch bản phát thải cao (RCP8.5), tổng đóng góp từ Nam Cực có thể đạt ~0,3 m vào năm 2100 và hơn 3 m vào năm 2200, bao gồm cả những đóng góp đáng kể từ Đông Nam Cực .

Một sự tạm dừng ngắn ngủi, sau đó rút lui tiếp

Có một chi tiết tinh tế trong các dự báo. Một số mô hình chỉ ra rằng đường tiếp đất trung tâm của PIG có thể đạt đến trạng thái ổn định tạm thời trong vòng ~150 năm trên một đoạn băng ổn định .

Tuy nhiên, sự ổn định này chỉ là ngắn ngủi. Dưới tác động của sự ấm lên liên tục, sông băng cuối cùng sẽ tiếp tục rút lui khi nó vượt qua điểm neo giữ ổn định và quay trở lại địa hình dốc ngược . Quỹ đạo tổng thể là một sự rút lui tiếp tục — chứ không phải phục hồi — ngay cả khi có những lần tạm dừng ngắn xảy ra tại các rặng núi nền đá để làm chậm quá trình di chuyển của đường tiếp đất .

Như một nghiên cứu mô hình đã lưu ý, ngay cả 25 năm tác động lạnh sau cú hích ban đầu cũng "không có tác động gì đến độ dày, tốc độ hoặc vị trí đường tiếp đất của PIG" . Sự rút lui của sông băng hiện đã không thể đảo ngược trong thang thời gian của con người.