Bên dưới băng Greenland: Cách lập bản đồ 1.943 thung lũng cổ

Trên bề mặt Greenland, những gợn lên xuống rất nhỏ có thể là dấu vết của một thung lũng nằm sâu dưới lớp băng dày hơn 3 km. Theo NASA Earth Observatory, các nhà khoa học đã dùng những biến dạng ấy để nhận diện 1.943 thung lũng dưới băng, trong đó khoảng một phần ba chưa từng được ghi nhận trên bản đồ trước đây. [1]

Điều đáng chú ý là nhiều thung lũng không dừng ở rìa tảng băng như từng thể hiện trong các bản đồ cũ. Một số kéo dài thêm hàng trăm kilomet vào phía trong Greenland, cho thấy địa hình cổ vẫn đang định hướng dòng băng hiện nay và có thể tiếp tục ảnh hưởng đến cách tảng băng biến đổi trong tương lai. [1]

Làm sao nhìn thấy địa hình bị che kín?

Các nhà khoa học không quan sát trực tiếp nền đá bên dưới. Họ bắt đầu từ một nguyên lý đơn giản: khi băng chảy qua một thung lũng hoặc sống núi, địa hình phía dưới để lại dấu ấn rất nhẹ trên bề mặt băng. Chỗ băng dày, mỏng, nâng lên hoặc hạ xuống theo địa hình có thể tạo thành các gợn nhỏ. Vệ tinh đo bề mặt băng với độ chi tiết cao, rồi những thay đổi ấy được dùng để suy ra hình dạng bị che khuất. [1]

Phương pháp này có tên Ice Flow Perturbation Analysis, có thể hiểu là phân tích sự xáo trộn của dòng băng. Từ “xáo trộn” ở đây không chỉ một vết nứt hay một chuyển động bất thường, mà là sự thay đổi trong hình dạng bề mặt khi dòng băng đi qua địa hình bên dưới. Nếu hình dạng gợn trên băng lặp lại theo một hướng phù hợp với dòng chảy, nó có thể gợi ý sự hiện diện của thung lũng hoặc sống núi tương ứng. [1]

Bản đồ mới đã phát hiện điều gì?

Bằng cách này, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ thủ công 1.943 thung lũng dưới băng Greenland. Khoảng một phần ba là những cấu trúc mới được nhận diện. Con số này không chỉ làm danh sách địa hình dài hơn; nó thay đổi cách nhìn về sự liên kết giữa các thung lũng, vùng cao và những lối thoát mà băng có thể đi theo. [1]

Khoảng một nửa số thung lũng từng có trong BedMachine Greenland, chủ yếu nằm gần rìa tảng băng, nay được cho là kéo dài xa hơn về phía nội địa so với bản đồ trước đây. Trong một số trường hợp, phần kéo dài thêm lên tới hàng trăm kilomet. Nói cách khác, những gì từng được xem như các thung lũng ven rìa có thể là đoạn nhìn thấy được của một mạng lưới rộng hơn nhiều. [1]

Vì sao nhiều thung lũng có vẻ rất cổ?

Một số đặc điểm phù hợp với cách Greenland được cho là đã hình thành địa hình. Nhiều thung lũng bắt đầu ở vùng cao phía nam và phía đông, nơi tảng băng được cho là xuất hiện đầu tiên. Ở vùng cao phía đông, bản đồ cho thấy một dãy núi nằm dưới băng cùng các thung lũng nối với nhau; địa hình cũng cao dần về phía bờ biển. [1]

Những dạng địa hình kiểu núi cao này có thể đã tồn tại dưới băng từ ít nhất kỷ Pliocene, một khoảng thời gian địa chất xa xưa. Cách diễn đạt “có thể” rất quan trọng: bản đồ cho thấy hình dạng và sự liên kết của địa hình, còn tuổi chính xác của từng thung lũng không được xác định chỉ bằng các gợn trên mặt băng. Vì vậy, phát hiện này mở rộng câu chuyện địa chất của Greenland nhưng chưa phải một niên đại riêng cho mọi thung lũng. [1]

Điều gì vẫn còn là câu đố?

Ở vùng tây-trung Greenland, nhiều thung lũng hiện ra dài, thẳng và cùng định hướng tây nam-đông bắc. Sự đồng nhất này khó giải thích nếu chỉ xem chúng là sản phẩm ngẫu nhiên của nước mặt hoặc băng chảy. Một cách diễn giải là cấu trúc kiến tạo của nền đá đã tạo ra những hướng yếu, từ đó mở sẵn các lối ưu tiên cho nước di chuyển và xói mòn. [1]

Nhưng đây vẫn là một câu hỏi mở, bởi Greenland thường được xem là một khối đá cổ tương đối cứng, không dễ gắn với kiểu ảnh hưởng kiến tạo được gợi ra từ các thung lũng thẳng. Góc phân nhánh của các thung lũng cung cấp thêm một manh mối: các nhánh tương đối mở gợi ý rằng nước ngầm lan rộng có thể đã góp phần xói mòn đá từ bên dưới, thay vì nước mặt hoạt động một mình trước khi tảng băng hình thành. [1]

Địa hình cổ định hướng dòng băng ra sao?

Băng không chảy đều trên mọi phần của nền đá. Nó có xu hướng tập trung vào các thung lũng, nơi tạo thành những dòng sông băng hướng ra rìa Greenland và cuối cùng có thể tách thành các tảng băng trôi trong các vịnh hẹp. Khi băng bị dồn vào một thung lũng, nó có thể dày hơn; băng dày hơn lại chảy nhanh hơn, và dòng chảy nhanh có khả năng tiếp tục khoét sâu thung lũng. [1]

Mối liên hệ này tạo thành một vòng tác động giữa địa hình và chuyển động của băng. Địa hình cổ không chỉ là dấu tích nằm yên dưới lớp băng; nó có thể tiếp tục dẫn đường cho dòng băng ở hiện tại. Khi tảng băng thu hẹp, các dòng chảy nhanh được cho là vẫn sẽ tập trung vào những thung lũng có sẵn, rồi lan dần ảnh hưởng vào khu vực nội địa. [1]

Vì thế, bản đồ mới có giá trị vượt qua việc bổ sung vài đường nét còn thiếu. Nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn những con đường mà băng có thể đi theo trong những giai đoạn dài hơn vài thập kỷ tới. Bề mặt phẳng tưởng như che giấu mọi dấu vết, nhưng những gợn nhỏ trên đó lại cho thấy Greenland đang nằm trên một địa hình cổ, phức tạp và vẫn có vai trò trong chuyển động của tảng băng. [1]