Nhà khoa học Allison Fong lấy một khối băng từ một tảng băng trôi ở Bắc Cực để lấy mẫu các vi sinh vật sống bên trong.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng, các vùng cực của Trái đất đang trở thành “điểm nóng” của những biến chuyển môi trường mạnh mẽ nhất. Băng tan và nước biển dâng cao, những nhà khoa học đang đặt ra những câu hỏi về sự tồn tại của những sinh vật dưới lớp băng tan trong điều kiện mới.

Nhà đại dương học vi sinh Allison Fong, đồng thời là nhà thám hiểm của National Geographic, là một trong những người tiên phong trong hành trình giải đáp những ẩn số đó. Giữa môi trường khắc nghiệt của Bắc Băng Dương, cô lặn sâu dưới những tảng băng dày tới gần 8 mét, mang theo hơn 30 kg thiết bị chuyên dụng, nhằm thu thập những mẫu sinh vật siêu nhỏ bám dưới đáy băng.

Những “nền móng” vô hình của sự sống

Allison sử dụng một thiết bị trông giống như một ống tiêm cỡ lớn để có thể hút các lớp màng mỏng chứa vi sinh vật như tảo băng và thực vật phù du. Dù nhỏ bé, nhưng theo cô, những sinh vật này đóng vai trò nền tảng duy trì sự sống trong hệ sinh thái, và là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn tại các vùng cực.

Thông qua quá trình quang hợp, chúng chuyển hóa năng lượng mặt trời thành nguồn dinh dưỡng cho toàn bộ các sinh vật phía trên trong chuỗi thức ăn, từ cá cho đến các loài động vật lớn như hải cẩu, cá voi hay gấu Bắc cực.

Không giống các loài sinh vật lớn có vòng đời dài, vi sinh vật chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, đôi khi chỉ kéo dài vài ngày. Chính đặc điểm này khiến chúng phản ứng cực kỳ nhạy với những thay đổi của môi trường sống, từ nhiệt độ, ánh sáng cho đến độ dày của băng biển.

Allison đang kiểm tra các mẫu vật từ vùng biển phía Nam của Nam Cực trên tàu nghiên cứu R.V. Falkor của Viện Hải dương học Schmidt

Trong suốt sáu năm qua, Allison đã tiến hành đo nồng độ oxy trong các quần thể vi sinh vật tại cả hai cực nhằm đánh giá “năng suất sinh học”, được đánh giá là chỉ số phản ánh mức độ dồi dào của nguồn thức ăn trong môi trường.

Những dữ liệu này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn hệ sinh thái đang phát triển hay suy giảm ra sao, đồng thời dự đoán loài nào có khả năng thích nghi, loài nào sẽ bị đe dọa khi khí hậu tiếp tục biến đổi.

Một ví dụ điển hình là cá tuyết Thái Bình Dương. Hiện nay, loài cá này hầu như vắng bóng ở khu vực Bắc Cực do thiếu nguồn thức ăn. Tuy nhiên, khi băng biển tan dần, ánh sáng mặt trời có thể xuyên sâu hơn xuống đại dương, kích thích sự phát triển của vi sinh vật. Điều này có thể tạo ra nguồn thức ăn dồi dào hơn, mở đường cho các loài cá di cư tới khu vực này.

Một báo cáo từ Đơn vị Nghiên cứu Kinh tế Thủy sản tại Đại học British Columbia cho thấy, ngành thủy sản tại Bắc Cực có thể tăng trưởng đáng kể trong tương lai, với doanh thu tiềm năng tăng gần 40% vào năm 2050.

Những hệ lụy tiềm ẩn

Triển vọng khai thác tài nguyên mới tại các vùng cực đặt ra nhiều lo ngại. Việc mở rộng hoạt động đánh bắt thương mại có thể gây tác động lớn đến hệ sinh thái mong manh, đồng thời ảnh hưởng đến đời sống của các cộng đồng bản địa vốn phụ thuộc vào nguồn sinh vật biển tự nhiên để sinh tồn.

Theo các chuyên gia, nhiều dự báo hiện nay vẫn dựa trên nguồn dữ liệu hạn chế, trong khi Bắc Cực là khu vực rộng lớn nhưng thiếu thông tin quan trắc đáng tin cậy.

Bản thân Allison cũng thận trọng trước cách dữ liệu khoa học có thể bị diễn giải. Theo cô, từ những nghiên cứu về tầng đáy của chuỗi thức ăn, người ta có thể nhanh chóng đưa ra các kết luận mang tính suy đoán về tiềm năng khai thác của cả một khu vực.

Trước những biến đổi nhanh chóng của môi trường, Allison nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng một bức tranh khoa học đầy đủ và chính xác hơn về các vùng cực.

“Khi chúng ta mất đi băng biển tại các vùng cực, chúng ta đang làm thay đổi hoàn toàn những gì có thể tồn tại ở đây”, cô nhận định.