Fri12032021

Last update03:11:03 AM GMT

Các hồ lớn nhất thế giới tiết lộ xu hướng biến đổi khí hậu

Nghiên cứu này do NASA tài trợ để nghiên cứu về 11 hồ nước ngọt lớn nhất trên thế giới, từ việc kết hợp quan sát thực địa và vệ tinh để tìm hiểu hơn về cách các hồ nước lớn cố định carbon, cũng như cách thức tương tác giữa biến đổi khí hậu và các hồ.

ho-great-bear-1024x653Hồ Great Bear - Canada

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Michigan (MTRI) đã nghiên cứu các hồ gồm: 5 Hồ lớn Laurentian trên biên giới Mỹ và Canada; 3 hồ tại Châu Phi là: Tanganyika, Victoria và Malawi; hồ Baikal ở Nga; 2 hồ tại Canada là: hồ Great Bear và Great Slave. 11 hồ này chứa hơn 50% trữ lượng nước ngọt trên thế giới, là nơi mà hàng triệu người và vô số sinh vật khác sinh sống, vì vậy lượng nước trong hồ đang bị thay đổi như thế nào bởi biến đổi khí hậu và các yếu tố khác là điều rất quan trọng và cần được tìm hiểu rõ hơn.

Hai hồ Canada và hồ Tanganyika đã chứng kiến ​​những thay đổi lớn nhất về năng suất sơ cấp - sự phát triển của tảo trong một vùng nước. Biến động năng suất chỉ ra những thay đổi lớn trong hệ sinh thái hồ. "Cơ sở của chuỗi thức ăn trong các hồ này là năng suất tảo. Chúng là những sinh vật sống dưới đáy hồ và đang sinh sống với các sinh vật phù du - tảo nhỏ", Gary Fahnenstiel, đồng tác giả tại MTRI và nhà khoa học nghiên cứu cấp cao gần đây đã nghỉ hưu cho biết. Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Môi trường Hồ Lớn của NOAA: "Chúng tôi đã đo tốc độ cố định carbon, là tốc độ quang hợp của tảo trong các hồ này. Khi tốc độ đó thay đổi, dù tăng hay giảm, điều đó có nghĩa là toàn bộ hệ sinh thái hồ đang thay đổi, có sự phân nhánh trong suốt chuỗi thức ăn, từ động vật phù du đến cá". Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến điều này như: biến đổi khí hậu, gia tăng chất dinh dưỡng (phú dưỡng) và các loài xâm lấn đều kết hợp với nhau để gây ra sự thay đổi trên toàn hệ thống - khiến cho việc xác định nguyên nhân cụ thể trở nên khó khăn, đặc biệt là từ mặt đất với khả năng quan sát tại chỗ hạn chế.

Đếm thực vật phù du có màu sắc

Những hình ảnh vệ tinh đã làm cho việc phân loại các sinh vật trong hồ nước dễ dàng hơn và cung cấp thông tin chi tiết về thời gian và không gian. Michael Sayers, nhà khoa học nghiên cứu MTRI và là tác giả chính của nghiên cứu, sử dụng viễn thám màu đại dương - đưa ra suy luận về loại và số lượng của thực vật phù du dựa trên màu sắc của nước - để theo dõi động thái thực vật phù du nước ngọt. Sayers cho biết: “Chúng tôi đã dựa vào vệ tinh của NASA - vệ tinh MODIS, bay từ năm 2002, chúng tôi áp dụng thuật toán và mô hình mà chúng tôi đã phát triển tại MTRI trong một thập kỷ và chúng tôi bắt đầu kiểm đếm số lượng pixel được quan sát trên toàn cầu của 11 hồ trong 16 năm". Ông nói thêm, số điểm ảnh quan sát được trên mỗi hồ "tính bằng triệu" - một con số đáng chú ý trong vòng chưa đầy 20 năm. Nghiên cứu này góp phần vào mục tiêu của Hệ thống Giám sát Carbon của NASA là xác định mức độ đóng góp của các hồ nước ngọt vào chu trình carbon toàn cầu. Fahnenstiel cho biết: “Ba trong số các hồ lớn nhất trên thế giới đang có những thay đổi lớn liên quan đến biến đổi khí hậu, với sự thay đổi 20-25% năng suất sinh học tổng thể chỉ trong 16 năm qua.

Hơn cả tảo

Dữ liệu trong 16 năm, các hồ Great Bear và Great Slave ở miền bắc Canada chứng kiến ​​sự gia tăng năng suất lớn nhất, trong khi hồ Tanganyika ở đông nam châu Phi đã giảm. Các xu hướng này có liên quan đến việc tăng nhiệt độ nước, cũng như bức xạ mặt trời và giảm tốc độ gió. Sayers cho biết khi nhìn vào năng suất, lượng tảo phong phú, độ trong của nước, nhiệt độ nước, bức xạ mặt trời và tốc độ gió tại các hồ nước ngọt sẽ cung cấp bức tranh phong phú hơn về hệ sinh thái tổng thể. Ông nói: “Nhiệt độ và bức xạ mặt trời là những yếu tố của biến đổi khí hậu. Sự thay đổi chất diệp lục và độ trong suốt của nước không nhất thiết do biến đổi khí hậu gây ra, mà có thể do hiện tượng phú dưỡng hoặc các loài xâm lấn".

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các phép đo hồ do đội tàu nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Hồ Lớn thực hiện để kiểm định các dữ liệu quan sát từ vệ tinh và cung cấp đầu vào cho mô hình. Bài báo "Xu hướng cố định các-bon ở 11 hồ lớn nhất thế giới: 2003-2018" được đăng trên tạp chí Water . Các nhà nghiên cứu vẫn có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu của họ, áp dụng những gì họ đã học được cho đến nay cho vai trò có hại của tảo nở hoa đối với lưu lượng carbon trong khí quyển.

Như người ta nói, nước là sự sống. Hiểu rõ hơn về sự thay đổi năng suất của hồ ảnh hưởng đến lượng nước như thế nào, điều đó rất quan trọng đối với các cộng đồng sinh sống trên các bờ hồ. Nó cũng có ý nghĩa đối với cộng đồng toàn cầu khi chúng tôi nghiên cứu sâu hơn về vai trò của các hồ nước ngọt trong chu trình carbon toàn cầu và biến đổi khí hậu.

Làm thế nào để các hồ cố định carbon?

Thực vật phù du là tảo cực nhỏ có thể quang hợp hoặc tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Cố định cacbon là một phần của quá trình quang hợp - cacbon vô cơ (đặc biệt là cacbon đioxit) được sinh vật chuyển hóa thành hợp chất hữu cơ. Tất cả các sinh vật trên Trái đất đều chứa carbon hữu cơ. Số lượng thực vật phù du và tốc độ chúng quang hợp bằng tốc độ cố định cacbon trong hồ.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210121131918.htm


Newer news items:
Older news items: