Có gì bên trong "căn hầm kí ức" hiếm ai biết đến tại Nam Cực?

Những lõi băng đặc biệt

Kho lưu trữ này không được làm bằng thép hay bê tông, không có hệ thống an ninh hay những tủ đông phát ra những tiếng ù ù. Thay vào đó, căn hầm này được khoan trực tiếp vào lớp tuyết Nam Cực gần Trạm nghiên cứu Concordia, một tiền đồn nghiên cứu hẻo lánh do Pháp và Italia vận hành, nằm cách bờ biển gần nhất hơn 1.000 km.

Bên trong căn hầm băng giá đó, các nhà khoa học đang lưu giữ những lõi băng hình trụ cổ xưa được khai thác từ một số sông băng trên núi cao đang bị đe dọa nghiêm trọng nhất trên thế giới.

Trong những khối băng ấy là các hồ sơ ghi lại lịch sử khí hậu của quá khứ — từ các vụ phun trào núi lửa, khói cháy rừng cho tới ô nhiễm công nghiệp và những biến động của khí quyển kéo dài hàng thế kỷ, thậm chí hàng thiên niên kỷ.

Dự án do Quỹ Ice Memory dẫn dắt, với mục tiêu bảo tồn các phần của những sông băng này trước khi nhiệt độ gia tăng xóa đi dấu vết của chúng.

“Đây là một địa điểm độc nhất và là một ý tưởng độc nhất. Thực sự, đây là lần đầu tiên ở nhiều khía cạnh. Chúng ta không thể cứu toàn bộ sông băng, nhưng chúng ta có thể cứu được những thông tin môi trường và khí hậu được lưu giữ bên trong các sông băng này”, ông Thomas Stocker, Chủ tịch quỹ Ice Memory và giáo sư vật lý khí hậu và môi trường tại Đại học Bern (Thụy Sĩ), chia sẻ với CNN.

Theo giáo sư Stocker, những thông tin đó được bảo tồn trong các bong bóng khí siêu nhỏ bị mắc kẹt bên trong băng. Những bong bóng này chứa đầy không khí của khí quyển từ thời điểm chúng được hình thành — có thể là từ một trăm năm, một nghìn năm hay thậm chí một triệu năm trước.

Các nhà khoa học có thể phân tích những bong bóng khí đó để tái dựng nồng độ carbon dioxide, methane và các khí nhà kính khác trong quá khứ. Ông Stocker nêu rõ, các dữ liệu từ lõi băng đã cho thấy mức carbon dioxide hiện nay cao hơn từ 30% - 35% so với bất kỳ thời điểm nào trong suốt 800.000 năm qua. Tuy nhiên, những hồ sơ chứa đựng nhiều thông tin quan trọng khác đang dần biến mất.

“Tôi sống ở Thụy Sĩ, vì vậy trong nhiều thập kỷ qua, chúng tôi đã quan sát thấy các sông băng đang tan chảy với tốc độ ngày càng nhanh. Các kho lưu trữ khí hậu địa phương, chẳng hạn như những sông băng ở dãy Alps, ở Himalaya hay ở dãy Andes, đang biến mất với tốc độ đáng báo động và ngày càng tăng tốc", ông Stocker nói.

Trên phạm vi toàn cầu, hàng nghìn sông băng đã biến mất trong những thập kỷ gần đây. Theo một nghiên cứu năm 2025, đến giữa thế kỷ này, có thể có tới 4.000 sông băng biến mất mỗi năm nếu con người tiếp tục thúc đẩy biến đổi khí hậu.

Khoảng một thập kỷ trước, khi quy mô mất mát sông băng ngày càng trở nên rõ ràng, các nhà khoa học đã nảy ra ý tưởng xây dựng kho lưu trữ Ice Memory. Kể từ đó, các nhóm nghiên cứu đã đi khắp thế giới để khoan lấy lõi băng và vận chuyển những mẫu vật mong manh này đến Nam Cực, nơi điều kiện lạnh giá tự nhiên của lục địa có thể giúp bảo quản chúng trong nhiều thế kỷ.

Nhiệm vụ thu thập và lưu giữ phức tạp

Việc thu thập và vận chuyển các mẫu băng tới Nam Cực trong khi vẫn bảo đảm chúng được giữ đông lạnh và không bị nhiễm bẩn là một nhiệm vụ vô cùng phức tạp, thường đòi hỏi các đoàn thám hiểm phải làm việc ở những môi trường khắc nghiệt nhất trên trái đất.

Cụ thể, các nhà khoa học phải vận chuyển 454 kg thiết bị khoan lên những khu vực địa hình ở độ cao lớn. Tại Tajikistan, một chiến dịch khoan gần đây được thực hiện ở độ cao 5.820 mét so với mực nước biển. “Bạn có thể hình dung điều kiện làm việc đối với các kỹ sư khoan và các nhà khoa học tại đó khó khăn đến mức nào,” ông Stocker nói.

Một thiết bị khoan hình trụ được gắn các lưỡi cắt dạng vòng sẽ khoan sâu vào sông băng, lấy ra một lõi băng thẳng đứng theo từng lớp. Lõi băng càng sâu thì lịch sử khí hậu mà nó lưu giữ càng cổ xưa.

Tuy nhiên, trước khi bắt đầu bất kỳ hoạt động khoan nào, các nhà khoa học phải dành nhiều tháng khảo sát sông băng bằng radar xuyên đất để xác định những vị trí ổn định nhất, nơi các lớp băng bên trong vẫn còn nguyên vẹn và không bị xáo trộn.

“Khảo sát bằng radar giống như đang xem một bức ảnh chụp toàn bộ cấu trúc lõi băng, từ ngay dưới chân bạn cho tới tận lớp đá nền phía dưới”, bà Alison Criscitiello, Giám đốc Phòng thí nghiệm Lõi băng Canada thuộc Đại học Alberta chia sẻ với CNN.

Một mạng lưới quốc tế gồm các nhà khoa học và tổ chức nghiên cứu đã dành hàng chục năm để thu thập, lưu trữ và nghiên cứu các lõi băng từ những sông băng và các chỏm băng vùng cực trên khắp thế giới.

“Có những nơi trên hành tinh đang lưu giữ các hồ sơ khí hậu vô cùng quan trọng, nhưng chúng lại đang bị mất đi từng ngày”, bà Criscitiello cho hay.

Các tổ chức như Trung tâm Dữ liệu Băng tuyết Quốc gia thuộc Đại học Colorado Boulder (Mỹ), Cơ quan Khảo sát Nam Cực Anh (British Antarctic Survey), Viện Alfred Wegener của Đức và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS) hiện đang duy trì những kho lưu trữ khổng lồ gồm các mẫu băng đông lạnh được khoan lấy từ Nam Cực, Greenland và các sông băng núi cao.

Những chương trình hợp tác quốc tế như Dự án Khoan lõi băng châu Âu tại Nam Cực (EPICA) và Beyond EPICA đã sử dụng các lõi băng này để tái dựng lịch sử khí hậu của Trái Đất kéo dài hàng trăm nghìn năm.

Tuy nhiên, trong khi phần lớn các nghiên cứu về lõi băng trước đây tập trung vào việc tìm hiểu biến đổi khí hậu trong quá khứ, Quỹ Ice Memory lại bổ sung một khía cạnh hoàn toàn mới: bảo tồn một kho lưu trữ các sông băng đang bị đe dọa trước khi chúng biến mất hoàn toàn.

Căn hầm vô giá

Các nhà khoa học lựa chọn khu vực gần Trạm nghiên cứu Concordia để làm “căn hầm vô giá” này là vì nhiệt độ tại đây luôn đủ thấp để các lõi băng có thể được bảo quản tự nhiên mà không cần đến các hệ thống làm lạnh phức tạp.

Nằm trên cao nguyên Nam Cực ở độ cao hơn 3.000 mét so với mực nước biển, Concordia là một trong những trạm nghiên cứu lạnh giá và biệt lập nhất trên trái đất. Vào mùa Đông ở Nam Cực, nhiệt độ có thể giảm xuống dưới - 80 độ C và trạm nghiên cứu này bị cô lập hoàn toàn với thế giới bên ngoài trong nhiều tháng liên tiếp.

“Đây thực sự là một nơi an toàn. Chúng tôi còn làm cho nó an toàn hơn nữa bằng cách đục một hang băng nằm sâu 10 mét dưới bề mặt. Tại đó, nhiệt độ luôn ổn định mức - 52 độ C. Hang được bảo vệ bởi lớp tuyết phủ phía trên. Về bản chất, đây là một hầm lưu trữ, nhưng được tạo thành từ tuyết nén chặt”, ông Stocker cho biết.

Trong quá trình xây dựng, một rãnh lớn được đào và một quả bóng hơi khổng lồ được đặt ở giữa, trong khi các nhà khoa học nén chặt tuyết xung quanh. Sau khi cấu trúc được cố định, bóng hơi được tháo ra, để lại một hang dài 60 mét, rộng 5 mét.

Bên trong kho, các lõi băng hình trụ được đặt vào những thùng cách nhiệt, xếp thành các hàng dài và được dán nhãn cẩn thận.

Quỹ Ice Memory đặt mục tiêu lưu giữ các lõi băng từ 20 sông băng trên khắp thế giới. Đến nay, 10 lõi băng đã được khoan và đưa vào lưu trữ, bao gồm các mẫu lấy từ dãy Alps, dãy Andes và dãy núi Pamir ở Tajikistan.

“Các lõi băng chứa đựng thông tin khí hậu toàn cầu, đồng thời lưu giữ một khối lượng khổng lồ thông tin khí hậu mang tính địa phương, gồm dữ liệu về hoạt động cháy rừng, ô nhiễm môi trường, các hệ thống gió mùa và nguồn cung nước của từng khu vực”, bà Criscitiello nói.

Dành cho các thế hệ tương lai

Ông Stocker thông tin, các sông băng của Thụy Sĩ đã mất khoảng 35% thể tích. Các dự báo cho thấy trong kịch bản phát thải khí nhà kính ở mức cao, tới 90% các sông băng nằm ở vùng thấp có thể biến mất vào cuối thế kỷ này.

Theo ông, giá trị của những lõi băng được lưu trữ ngày nay sẽ còn tiếp tục gia tăng khi các thế hệ tương lai mở rộng giới hạn của công nghệ.

“Ngày nay chúng ta có thể đo đạc những thứ mà 50 năm trước không ai có thể tưởng tượng được. Vì vậy, chúng tôi tin rằng trong khoảng 50 năm hoặc 100 năm tới, các thế hệ nhà khoa học kế tiếp sẽ có thể khai thác được những loại thông tin hoàn toàn mới từ các lõi băng mà chúng tôi đang lưu giữ cho họ hôm nay”, ông Stocker bày tỏ.