What's hidden under the Greenland ice sheet? | Kristin Poinar

Reviewer: Trang Phạm

Khi tôi 21 tuổi,

tôi đã có nhiều bài tập môn vật lý.

Bài về nhà môn lí cần thời gian,

và Wikipedia khi ấy còn khá mới nên tôi đã mất nhiều thời gian làm.

When was I was 21 years old,

I had all this physics homework.

Tôi cứ xem lại những bài báo giống nhau,

Physics homework requires taking breaks,

đọc đi đọc lại chúng

về những dòng sông băng, Nam Cực và Greenland.

and Wikipedia was relatively new, so I took a lot of breaks there.

I kept going back to the same articles,

Sẽ tuyệt vời như thế nào nếu được đến những nơi này

reading them again and again,

và ta sẽ phải làm gì để đến đó?

on glaciers, Antarctica and Greenland.

Chúng ta đang ở đây,

trên một chiếc máy bay vận tải tái sử dụng

How cool would it be to visit these places

được vận hành bởi NASA

and what would it take to do so?

bay qua những dải băng của Greenland.

Có nhiều thứ đáng xem ở đây,

Well, here we are

on a repurposed Air Force cargo plane

nhưng còn nhiều thứ nữa đang ẩn giấu,

operated by NASA

và chờ được khám phá.

flying over the Greenland ice sheet.

Điều các bài viết Wikipedia đã không cho tôi biết

There's a lot to see here,

rằng có những dòng chảy nằm sâu dưới những tảng băng,

but there's more that is hidden,

waiting to be uncovered.

bởi vì ta chưa biết đến nó.

What the Wikipedia articles didn't tell me

Tôi đã đọc trên Wikipedia rằng khối băng Greenland rất rộng lớn,

is that there's liquid water hidden inside the ice sheet,

và có kích cỡ bằng Mexico,

because we didn't know that yet.

và băng của nó dày khoảng 2 dặm.

I did learn on Wikipedia that the Greenland ice sheet is huge,

Nhưng khối băng đó không hề đứng yên.

Băng trôi như dòng sông đổ về đại dương.

the size of Mexico,

and its ice from top to bottom is two miles thick.

Trong lúc nó chảy qua các khúc cua,

But it's not just static.

chúng biến dạng và rạn nứt.

The ice flows like a river downhill towards the ocean.

Tôi được biết về động lực học hay ho của các khối băng

nằm ở những vùng địa lý xa xôi khắc nghiệt

As it flows around bends,

còn tồn tại trên Trái Đất.

it deforms and cracks.

I get to study these amazing ice dynamics,

Để nghiên cứu băng hà học hiện nay như việc bắt đầu sử dụng

which are located in one of the most remote physical environments

Facebook ở thập niên 2000.

remaining on earth.

(Cười)

Khả năng chúng ta điều khiển phi cơ và vệ tinh qua các tảng băng

To work in glaciology right now is like getting in on the ground floor

là cuộc cách mạng lớn của băng hà học.

at Facebook in the 2000s.

Nó bắt đầu giúp cho khoa học

(Laughter)

như điều mà smartphone đã làm cho mạng xã hội.

Our capability to fly airplanes and satellites over the ice sheets

Vệ tinh đã báo cáo nhiều lần quan sát

is revolutionizing glaciology.

tiết lộ sự thật ẩn giấu về các mảng băng.

It's just starting to do for science

what the smartphone has done for social media.

Ví dụ, chúng tôi quan sát kích cỡ tảng băng trôi Greenland

The satellites are reporting a wealth of observations

that are revealing new hidden facts about the ice sheets continuously.

mỗi tháng kể từ năm 2002.

Bạn có thể nhìn phía dưới màn hình ở đây

For instance, we have observations of the size of the Greenland ice sheet

và thấy thời gian về sau.

Bạn có thể thấy một vài địa điểm của tấm băng đã tan

every month going back to 2002.

hoặc băng mất đi vào mùa hè.

You can look towards the bottom of the screen here

Những vùng khác có tuyết rơi

to see the month and the year go forward.

hoặc băng lại hình thành vào mùa đông.

You can see that some areas of the ice sheet melt

Tuy nhiên vòng lặp này dần biến mất bởi sự tổn thất lớn của khối lượng băng

or lose ice in the summer.

Other areas experience snowfall

or gain ice back in the winter.

và điều đó có lẽ gây kinh ngạc các nhà băng học 50 năm trước.

This seasonal cycle, though, is eclipsed by an overall rate of mass loss

Chúng tôi không nghĩ một tảng băng có thể tan vào đại dương nhanh như vậy.

that would have stunned a glaciologist 50 years ago.

Kể từ năm 2002, chúng tôi quan sát và thấy rằng

We never thought that an ice sheet could lose mass into the ocean this quickly.

tảng băng trôi ấy mất rất nhiều băng

và số lượng băng tan ấy, nếu chúng dâng lên lục địa nhỏ nhất

Since these measurements began in 2002,

sẽ làm cho châu Úc ngập nước đến đầu gối.

the ice sheet has lost so much ice

Làm sao nó có thể xảy ra?

that if that water were piled up on our smallest continent,

Nằm dưới những tảng băng là lớp đất đá.

it would drown Australia knee-deep.

Chúng tôi dùng ra-đa để ghi lại hình ảnh hệ thống đồi, núi và những chỗ đất lún

How is this possible?

mà lượng băng ấy đi ngang qua.

Well, under the ice lies the bedrock.

Ẩn dưới lớp băng là một hệ thống sông ngòi có kích cỡ bằng Grand Canyon

We used radar to image the hills, valleys, mountains and depressions

dùng để đẩy lượng băng và nước từ Greenland ra đại dương.

that the ice flows over.

Hidden under the ice sheet are channels the size of the Grand Canyon

Lí do mà ra-đa có thể tiết lộ lớp đất đá phía dưới

that funnel ice and water off of Greenland and into the ocean.

vì lượng băng hiện ra trong suốt trên hệ thống ra-đa.

Các bạn có thể làm thí nghiệm.

Về nhà và hãy bỏ viên đá vào lò vi sóng.

The reason that radar can reveal the bedrock

is that ice is entirely transparent to radar.

Nó sẽ không tan chảy,

Bởi vì vi sóng, hoặc ra-đa,

You can do an experiment.

có thể đi xuyên qua băng không cần tác động.

Go home and put an ice cube in the microwave.

It won't melt,

Nếu muốn chúng tan ra, hãy làm ướt viên đá đó,

because microwaves, or radar,

Vì nước sẽ nóng lên nhanh trong lò vi sóng.

pass straight through the ice without interacting.

Đó cũng là nguyên lí cấu tạo của lò vi sóng.

If you want to melt your ice cube, you have to get it wet,

Ra-đa có thể thấy nước.

because water heats up easily in the microwave.

Và ra-đa có thể thấy được vực nước lớn ở dạng lỏng

That's the whole principle the microwave oven is designed around.

ẩn giấu dưới chân cộng sự Olivia của tôi

Radar can see water.

và chúng có thể nằm sâu tận 20 mét.

Và cô ấy sử dụng cái bơm

And radar has revealed a vast pool of liquid water

để bơm nước lên bề mặt các tảng băng này.

hidden under my colleague Olivia,

6 năm trước, chúng tôi không biết tầng ngậm nước của dòng sông băng.

seven stories beneath her feet.

Here, she's used a pump

to bring some of that water back to the ice sheet's surface.

Nó đã hình thành

khi tuyết tan ra dưới cái nắng mùa hè

Just six years ago, we had no idea this glacier aquifer existed.

và ngấm dần xuống đất.

Và hình thành một vũng nước lớn.

The aquifer formed

Từ đó, tuyết được ví như cái lều tuyết

when snow melts in the summer sun

cách ly vùng nước này khỏi cái lạnh và gió trên bề mặt.

and trickles downward.

It puddles up in huge pools.

Lượng nước này có thể ẩn nấp an toàn dưới lớp băng

From there, the snow acts as an igloo,

dưới dạng lỏng trong suốt nhiều năm.

insulating this water from the cold and the wind above.

Câu hỏi là, điều gì xảy ra tiếp theo?

So the water can stay hidden in the ice sheet

Dòng nước này có ở đó mãi hay không?

in liquid form year after year.

Có thể.

Hay chúng sẽ tìm đường chảy ra đại dương?

The question is, what happens next?

Con đường duy nhất để dòng nước này tìm đến được lớp đất đá

Does the water stay there forever?

It could.

và từ đó trôi được ra biển

Or does it find a way out to reach the global ocean?

là từ vết nứt trên mặt băng đá.

One possible way for the water to reach the bedrock

Khi những vết nứt lấp đầy nước

trọng lượng của nước dần đẩy các vết nứt sâu xuống.

and from there the ocean

is a crevasse, or a crack in the ice.

Đây là cách bơm chất lỏng

để chiết xuất khí thiên nhiên nằm sâu dưới lòng đất.

When cracks fill with water,

Thủy lực sẽ phá vỡ đất đá.

the weight of the water forces them deeper and deeper.

Chỉ cần một vết nứt để điều đó xảy ra.

This is how fracking works

to extract natural gas from deep within the earth.

Chúng tôi vừa mới phát hiện ra

có một vài vết nứt trên tảng băng Greenland

Pressurized fluids fracture rocks.

All it takes is a crack to get started.

gần khu vực tầng ngậm nước.

Well, we recently discovered

Bạn có thể bay ngang tảng băng Greenland

that there are cracks available in the Greenland ice sheet

và sẽ không thấy được gì,

không có những vệt nứt hay bất cứ gì trên bề mặt băng,

near this glacier aquifer.

nhưng khi trực thăng bay ngang bờ biển,

You can fly over most of the Greenland ice sheet

trên con đường mà dòng nước chảy từ trên cao xuống,

and see nothing,

no cracks, no features on the surface,

một vết nứt sẽ xuất hiện

but as this helicopter flies towards the coast,

và rồi thêm một vết và một vết nữa.

the path that water would take on its quest to flow downhill,

Vậy những vết nứt ấy có chứa nước không?

Nếu có, chúng sâu đến chừng nào?

one crack appears,

then another and another.

Chúng có thể dẫn tới lớp đất đá

hay ra đại dương không?

Are these cracks filled with liquid water?

Để trả lời những câu hỏi này,

chúng ta cần điều gì đó ngoài dữ liệu viễn thám.

And if so, how deep do they take that water?

Chúng tôi cần mô hình số liệu.

Can they take it to the bedrock

and the ocean?

Chúng tôi viết những số liệu chạy trên siêu máy tính.

To answer these questions,

we need something beyond remote sensing data.

Biểu đồ số liệu là một dãy phương trình đơn giản

We need numeric models.

dùng để mô tả một thứ gì đó.

I write numeric models that run on supercomputers.

Nó có thể là chuỗi số đơn giản sau đây-

A numeric model is simply a set of equations

một, ba, năm, bảy--

that works together to describe something.

hoặc chúng có thể là chuỗi phương trình phức tạp

It can be as simple as the next number in a sequence --

dùng để đoán trước tương lai

dựa vào điều kiện biết được ở hiện tại.

one, three, five, seven --

Trong trường hợp này, phương trình cho sự nứt vỡ của tảng băng là gì?

or it can be a more complex set of equations

that predict the future

Các kĩ sư đều có sự hiểu biết rất tốt

based on known conditions in the present.

In our case, what are the equations for how ice cracks?

về việc nhôm, thép và nhựa nứt vỡ dưới lực ép.

Đây là một vấn đề trọng xã hội chúng ta.

Well, engineers already have a very good understanding

of how aluminum, steel and plastics fracture under stress.

Những phương trình của các kỹ sư

về các vật liệu nứt nẻ

thật sự không khác gì so với bài tập vật lí của tôi.

It's an important problem in our society.

Nên tôi đã mượn nó và thay vào cho các tảng băng

And it turns out that the engineering equations

và tôi có được mô hình số liệu cho thấy cách vết nứt có thể vỡ ra

for how materials fracture

are not that different from my physics homework.

khi nó được lấp bởi nước từ tầng ngậm nước.

So I borrowed them, adapted them for ice,

Đây chính là sức mạnh của toán học.

and then I had a numeric model for how a crevasse can fracture

Nó có thể giúp chúng ta hiểu rõ về các vấn đề xung quanh ta.

when filled with water from the aquifer.

Tôi sẽ cho bạn thấy kết quả của mô hình số liệu của tôi,

This is the power of math.

nhưng trước tiên để tôi chỉ ra

It can help us understand real processes in our world.

là các vết nứt hẹp hơn độ sâu của chúng khoảng 1000 lần

I'll show you now the results of my numeric model,

nhìn lên màn hình trên đây,

chúng tôi đã phóng to ra để nhìn rõ hơn.

but first I should point out

Các bạn có thể nhìn vào hình nhỏ hơn bên phải

that the crevasse is about a thousand times narrower than it is deep,

đó chính là kích thước thật cho thấy vết nứt sâu và hẹp thế nào.

so in the main panel here,

we've zoomed in to better see the details.

Khi nước lấp đầy những vết nứt này,

You can look to the smaller panel on the right

chúng sẽ đóng băng ở nhiệt độ -15 độ C.

to see the true scale for how tall and skinny the crevasse is.

Đó là nhiệt độ của tủ đá trong nhà bạn.

As the aquifer water flows into the crevasse,

Nhưng sự mất mát này sẽ biến mất

some of it refreezes in the negative 15 degree Celsius ice.

nếu tỉ lệ nước chảy vào đủ lớn.

Trong trường hợp này là như thế,

That's about as cold as your kitchen freezer.

lượng nước chảy vào các khe nứt và xuống tận đáy của tảng băng

But this loss can be overcome

if the flow rate in from the glacier aquifer is high enough.

với độ sâu vài ngàn mét.

In our case, it is,

Từ đây, chúng sẽ có đường dẫn ra biển.

and the aquifer water drives the crevasse all the way to the base of the ice sheet

Lượng nước ngầm này là một phần

a thousand meters below.

của việc mực nước biển dâng lên 3mm mỗi năm

From there, it has a clear path to reach the ocean.

và chúng ta có thể thấy được điều này.

So the aquifer water is a part

Nhưng ngoài ra

of the three millimeters per year of sea level rise

lượng nước ngầm ấy có khi quá tầm với chính nó.

that we experience as a global society.

Các tảng băng trôi theo hướng rất phức tạp.

But there's more:

Chúng có thể trôi rất nhanh.

the aquifer water might be punching above its weight.

Và lượng nước có thể đang nằm dưới đáy lớp băng.

The ice flows in complex ways.

Hoặc chúng có thể trôi rất chậm.

Bình thường thì nước sẽ không nằm dưới đáy băng.

In some places, the ice flows very fast.

There tends to be water at the base of the ice sheet here.

Chúng ta biết rằng lượng nước ngầm có thể chảy xuống đáy tảng băng,

In other places, not so fast.

và câu hỏi tiếp theo là:

Usually, there's not water present at the base there.

Điều đó có giúp tảng băng trôi ra biển nhanh hơn không?

Now that we know the aquifer water is getting to the base of the ice sheet,

Chúng tôi đang cố gắng giải bí ẩn dưới lớp băng Greenland

the next question is:

Is it making the ice itself flow faster into the ocean?

và nó sẽ giúp ta tìm ra cách hạn chế sự dâng lên của nước biển.

Lượng băng mà Greenland mất từ năm 2002

We're trying to uncover these mysteries hidden inside the Greenland ice sheet

chỉ là một phần nhỏ so với lượng băng chúng đang có.

so that we can better plan for the sea level rise it holds.

Các tảng băng trôi là nhưng cỗ máy lớn mạnh hoạt động từ rất lâu.

The amount of ice that Greenland has lost since 2002

is just a small fraction of what that ice sheet holds.

Khoảng 80 năm tiếp theo, mực nước biển sẽ dâng lên ít nhất 20cm,

Ice sheets are immense, powerful machines that operate on long timescales.

hoặc có khi khoảng 1m,

hoặc có khi hơn.

In the next 80 years, global sea levels will rise at least 20 centimeters,

Việc chúng ta hiểu về mực nước biển trong tương lai là tốt,

Nhưng dự án này thật sự rất rộng lớn.

perhaps as much as one meter,

Mục tiêu của các nhà băng học và khoa học

and maybe more.

Our understanding of future sea level rise is good,

là sẽ thu nhỏ khoảng cách ấy.

but our projections have a wide range.

Mực nước biển đang dâng đến chừng nào,

It's our role as glaciologists and scientists

và chúng sẽ đến nhanh như thế nào?

to narrow these uncertainties.

Chúng ta cần phải biết số lượng và độ nhanh

How much sea level rise is coming,

để thế giới có thể chuẩn bị cho việc mực nước đang dâng lên.

and how fast will it get here?

We need to know how much and how fast,

Cảm ơn.

(Vỗ tay)

so the world and its communities can plan for the sea level rise that's coming.

Thank you.

(Applause)