Tôi là nhà hóa học đại dương.
Tôi nhìn vào hóa chất của đại dương ngày nay,
và cả trong quá khứ.
Khi nhìn về quá khứ
bằng cách kiểm chứng tàn tích hóa thạch của rặng san hô dưới đáy.
Bạn có thể thấy một trong những san hô phía sau tôi.
Nó được lấy gần Nam Cực, sâu hàng ngàn mét dưới đáy biển
rất khác biệt so với những loại san hô khác
bạn có lẽ đã may mắn thấy nếu bạn đi nghỉ ở xứ nhiệt đới.
Tôi hi vọng rằng bài nói này giúp bạn
có cái nhìn 4 chiều về đại dương.
2 chiều, như ảnh 2 chiều xinh đẹp này
của nhiệt độ bề mặt nước biển.
Bức ảnh được chụp từ vệ tinh, nên nó có độ phân giải không gian rất lớn.
Những đặc trưng tổng thể thì cực kì dễ hiểu.
Thời tiết ấm ở vùng gần xích đạo vì có nhiều ánh sáng hơn.
Lạnh ở vùng địa cực vì có ít ánh sáng hơn.
Và điều đó cho phép những chỏm băng lớn hình thành ở Nam Cực
và phần trên của bán cầu Bắc.
Nếu bạn nhảy xuống biển, hay thậm chí nhấn chân xuống biển,
bạn biết đó, càng đi sâu càng lạnh hơn,
và phần lớn là vì nước sâu lấp đầy vực thẳm đại dương
đến từ những vùng địa cực lạnh lẽo nơi nước đặc hơn.
Nếu chúng ta quay trở về thời điểm 20,000 năm trước,
Trái đất trông có vẻ khác nhiều.
Tôi chỉ cho bạn xem phiên bản hoạt hình một trong những sự khác biệt
bạn sẽ thấy nếu bạn lùi về thời điểm đó.
Chỏm băng lớn hơn bây giờ nhiều.
Chúng phủ khắp các châu lục, và chúng mở rộng về phía đại dương.
Mực nước biển thấp hơn 120 mét.
Mức CO2 thì rất thấp so với hiện tại.
Nhìn chung, trái đất có lẽ lạnh hơn chừng 3 đến 5 độ,
và càng ngày càng lạnh ở những vùng địa cực.
Điều tôi và những đồng nghiệp
đang cố gắng hiểu chính là
cách chúng ta chuyển từ điều kiện thời tiết lạnh
sang điều kiện thời tiết ấm mà chúng ta tận hưởng ngày nay.
Chúng ta biết từ việc nghiên cứu lõi băng
sự chuyển giao từ điều kiện lạnh sang ấm là không hề suôn sẻ
vì bạn có thể dự đoán từ việc tăng chậm trong bức xạ mặt trời.
Và chúng ta biết điều này từ lõi băng, vì nếu bạn khoan sâu vào băng,
bạn sẽ thấy những vòng băng hàng năm, bạn có thể thấy trong núi băng.
Bạn có thể thấy những lớp trắng - xanh này.
Khí bị nén trong lõi băng, nên ta đo được lượng CO2 -
đó là lí do ta biết lượng CO2 thấp hơn trong quá khứ -
và tính chất hóa học của băng cũng cho ta biết về nhiệt độ
tại những vùng địa cực.
Và nếu bạn chuyển thời gian từ 20.000 năm trước đến thời điểm này,
bạn thấy nhiệt độ đã tăng lên.
Nó không hề tăng một cách đều đặn.
Thỉnh thoảng nó tăng vô cùng nhanh,
sau đó bình ổn trở lại,
rồi tăng lên nhanh chóng.
Điều này xảy ra khác nhau ở hai địa cực,
và lượng CO2 cũng tăng lên nhảy vọt.
Nên chúng tôi chắc chắn đại dương có liên quan chuyện này.
Đại dương chứa lượng CO2 khổng lồ,
nhiều gấp khoảng 60 lần so với khí quyển.
Điều này giúp tản nhiệt quanh xích đạo,
đại dương thì đầy ắp nguồn dinh dưỡng và điều khiển hiệu suất chính.
Nếu ta muốn tìm hiểu diễn tiến dưới lòng đại dương,
chúng tôi phải xuống tận nơi,
xem xét tình hình ở đây,
và bắt đầu khám phá.
Đây là cảnh tượng ngoạn mục từ núi ngầm dưới biển
sâu khoảng 1km tại hải phận quốc tế.
vùng xích đạo quanh Đại Tây Dương, cách xa đất liền.
Cùng với đội nghiên cứu của tôi, bạn là một trong những người đầu tiên
được thấy một phần của đáy biển,
Bạn có thể đang thấy nhiều loài mới.
Chúng tôi không biết là gì.
Bạn sẽ phải thu thập nhiều mẫu vật và phân loại rõ ràng.
Bạn có thể thấy rặng san hô kẹo cao su.
Có nhiều ngôi sao lấp lánh sống trên đó.
Đó là những thứ trông giống xúc tu của san hô.
Có nhiều san hô từ nhiều dạng canxi cacbonat khác nhau
phát triển trên đất bazan của ngọn núi to dưới biển này,
và cái thứ màu đen kia, chúng là san hô hóa thạch,
và chúng ta sẽ nói một chút về chúng
khi ta lùi về đúng lúc.
Để làm được điều đó, chúng ta cần thuê tàu nghiên cứu.
Đây là James Cook, tàu nghiên cứu đại dương
neo ở Tenerife.
Nhìn cũng đẹp đúng không?
Tuyệt, nếu bạn không phải là thủy thủ giỏi.
Đôi khi mọi việc trông giống như thế này.
Đây là chúng tôi, đang cố đảm bảo không mất đi những mẫu vật quí giá.
Mọi người hối hả vây quanh và tôi bị say sóng nặng,
nên không phải lúc nào cũng vui, nhưng đa phần là vậy.
Chúng tôi phải trở thành người vẽ bản đồ giỏi để làm được điều này.
Bạn không thể thấy loại san hô đặc biệt đó khắp mọi nơi đâu.
Nó có thể ở bất kì đâu và ở rất sâu
nhưng chúng ta thật sự cần phải tìm đúng nơi.
Chúng ta vừa xem bản đồ thế giới, và vạch trên đó là hải trình của chúng tôi
từ năm ngoái.
Đó là môt chuyến đi 7 tuần,
và đây là chúng tôi, đang tự dựng bản đồ riêng
của khoảng 75,000 km2 đáy biển trong 7 tuần,
nhưng đó chỉ là một phần nhỏ của đáy biển.
Chúng ta đang đi từ Tây sang Đông,
qua nhiều phần đại dương trông phẳng lì trên bản đồ lớn
nhưng thật ra vài ngọn núi ở đây lớn cỡ Everest.
Với những bản đồ chúng tôi vẽ trên tàu,
chúng tôi có độ phân giải 100 mét,
đủ để chọn những khu vực để triển khai trang thiết bị,
nhưng không đủ để thấy nhiều.
Để làm được, chúng tôi cần lái thiết bị điều khiển từ xa
xuống khoảng 5m cách mực đáy biển.
Nếu vậy, chúng tôi có thể vẽ ra những bản đồ độ phân giải một mét
dưới sâu hàng ngàn mét.
Đây là thiết bị điều khiển từ xa,
phương tiện dùng để nghiên cứu.
Bạn có thể thấy một dãy những bóng đèn lớn ở phía trên.
Có nhiều máy quay có độ phân giải cao, các cánh tay máy,
và nhiều chiếc hộp nhỏ và vài thứ để chứa các mẫu vật.
Đây là buổi đi lặn dưới biển đầu tiên của chúng tôi,
lao xuống lòng đại dương.
Chúng tôi đi khá nhanh để chắc chắn thiết bị điều khiển từ xa
không bị ảnh hưởng bởi tàu khác.
Và chúng tôi lặn xuống,
và đây là những thứ bạn thấy được.
Chúng là bọt biển dưới đáy biển, to khoảng một mét.
Đây là dưa biển đang bơi - cơ bản là một loại sên biển nhỏ.
Đoạn này bị chậm lại.
Đa phần đoạn phim chiếu cho bạn đã được gia tốc,
vì những thước phim này mất nhiều thời gian.
Đây cũng là loài sên biển xinh đẹp.
Và loài động vật bạn xem tiếp theo sẽ là một ngạc nhiên lớn.
Tôi chưa từng thấy loài tương tự và nó khiến chúng tôi phải ngạc nhiên.
Sau khi làm việc khoảng 15 tiếng và chúng tôi khá là vui vẻ,
đột nhiên con quái vật biển khổng lồ bắt đầu lăn qua,
nó gọi là kì lân biển hoặc là hải tiêu thuộc địa, nếu bạn thích.
Đây không phải thứ chúng tôi đang tìm.
Chúng tôi đang tìm san hô, rặng san hô sâu dưới biển.
Chút nữa bạn sẽ thấy ảnh của một loài san hô.
Nó nhỏ, cao khoảng 5cm.
Được làm từ canxi cacbonat, nên bạn có thể thấy xúc tu của nó,
di chuyển trong hải lưu.
Sinh vật giống vậy có lẽ sống được khoảng 100 năm.
Và khi nó trưởng thành, nó hấp thụ hóa chất từ đại dương.
Và những hóa chất nào hay lượng hóa chất,
phụ thuộc vào nhiệt độ; phụ thuộc độ pH,
phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng.
Nếu có thể hiểu cách mà những hóa chất này đi vào trong xương,
ta có thể quay lại, thu thập những mẫu hóa thạch,
và tái thiết lại những gì đại dương từng có trong quá khứ.
Bạn có thể thấy chúng tôi đang nhặt san hô bằng một hệ thống chân không,
và đặt vào thùng chứa mẫu vật.
Nên nói thêm là phải làm rất cẩn thận.
Một vài loài thậm chí còn sống lâu hơn.
Đây là san hô đen Leiopathes, ảnh do đồng nghiệp của tôi chụp -
Brendan Roark, khoảng 500m bên dưới Hawaii.
4.000 năm là một thời gian dài.
Nếu bạn lấy 1 nhánh san hô và đánh bóng lên,
đây là khoảng 100 mi-crô-mét bề ngang.
Brendan đem mẫu san hô này về phân tích --
bạn có thể thấy các dấu tích --
và anh có thể chỉ ra chúng chính là dải băng hàng năm,
hóa ra cho dù sâu tận 500 mét dưới đại dương,
san hô có thể ghi lại những thay đổi theo mùa,
điều này khá là tuyệt vời.
Nhưng 4,000 năm không đủ để ta quay về thời kì đóng băng cực đại cuối.
Vậy chúng ta nên làm gì?
Chúng tôi thu thập những mẫu hóa thạch.
Đây là điều làm cho tôi thực sự không được ưa trong đội nghiên cứu
Đi cùng chúng tôi,
có cá mập khổng lồ ở khắp nơi,
có nhiều kì lân biển, hải sâm đang bơi gần đó,
nhiều bọt biển khổng lồ,
tôi nhờ mọi người đi xuống khu vực có hóa thạch chết
và bỏ ra hàng giờ kiểu như đào quanh đáy biển.
Và chúng tôi đi nhặt những san hô này, đem chúng về và phân loại.
Nhưng mỗi loại lại khác độ tuổi,
và nếu chúng tôi có thể biết tuổi của chúng
chúng tôi có thể đo được những tín hiệu hóa học đó,
điều này giúp chúng tôi biết
chuyện gì đã diễn ra ở đại dương trong quá khứ.
Và ảnh bên tay trái của tôi đây,
tôi đã lấy một mẫu san hô, đánh bóng nó cẩn thận
và chụp ảnh quang học.
Bên tay phải của tôi,
chúng tôi lấy mẫu san hô tương tự, cho vào lò phản ứng hạt nhân,
làm giảm sự phân hạt,
và mỗi lần có vài sự phân hủy diễn ra,
điều đó lại được đánh dấu trên san hô,
từ đó chúng tôi thấy được sự phân bổ uranium.
Sao chúng tôi làm vậy?
Uranium là chất khá bị xem thường,
nhưng tôi thích nó.
Sự phân rã giúp chúng tôi biết được tỉ lệ và ngày tháng
chuyện đang diễn ra ở đại dương.
Và nếu bạn nhớ ngay từ đầu,
đó là thứ chúng tôi muốn có được khi nghĩ về khí hậu.
Chúng tôi dùng laser phân tích uranium
Và 1 trong những sản phẩm con, thori có trong san hô.
và do đó ta biết chính xác tuổi của hóa thạch này.
Đoạn minh họa xinh đẹp này của đại dương phía Nam
mà tôi dùng sẽ minh hoa cách chúng tôi dùng những san hô này
để nắm được những thông tin phản hồi từ đại dương cổ xưa.
Bạn có thể thấy độ dày của bề mặt nước biển
trong phim hoạt hình này của Ryan Abernathey.
Đây chỉ là dữ liệu của một năm,
nhưng bạn thấy được đại dương phía Nam náo nhiệt như thế nào.
Hỗn hợp dày đặc, đặc biệt là Drake Passage,
được trình bày trong thanh bên cạnh,
là một trong những dòng hải lưu mạnh nhất trên thế giới
chảy ngang qua đây, từ Tây sang Đông.
Nó trộn lẫn rất hỗn loạn,
vì nó đang di chuyển qua những ngọn núi lớn dưới biển,
và điều này cho phép CO2 và nhiệt trao đổi trong và ngoài với không khí.
Và cơ bản là, các đại dương đang hít thở qua đại dương phía Nam.
Chúng tôi thu thập san hô quanh đi quẩn lại ngang qua Nam Cực,
và chúng tôi tìm được điều ngạc nhiên từ việc truy tuổi bằng uranium;
san hô đã di cư từ Nam sang Bắc
suốt thời kì chuyển giao giữa thời kì đóng băng và gian băng.
Chúng tôi không biết lí do,
nhưng chúng tôi nghĩ là có liên quan đến nguồn thức ăn
và có lẽ khí là oxy ở trong nước.
Và ở đây.
Tôi sẽ minh họa điều tôi nghĩ chúng tôi biết được về khí hậu
từ những san hô ở đại dương phía Nam đó.
Chúng tôi lên xuống núi biển để nhặt san hô hóa thạch.
Đây là hình ảnh minh họa.
Chúng tôi nghĩ về thời kì đóng băng,
từ bản phân tích san hô chúng tôi làm,
rằng phần sâu của đại dương phía Nam rất giàu cacbon.
và có một lớp đặc ở phía trên đỉnh.
Điều đó ngăn CO2 thoát khỏi đại dương.
Sau đó chúng tôi tìm thấy san hô độ tuổi trung bình,
và chúng cho thấy đại dương hòa lẫn phần nào với sự chuyển giao khí hậu.
Điều đó cho phép cacbon thoát khỏi biển sâu.
Và sau đó nếu chúng tôi phân tích những san hô gần với ngày nay,
hay thật ra dù gì nếu chúng ta đi xuống đó vào hôm nay
và đo đạc lượng hóa chất trong san hô,
chúng tôi thấy chúng tôi di chuyển đến vị trí mà cacbon có thể thay đổi liên tục.
Đây là cách chúng tôi dùng hóa thạch san hô
để giúp chúng tôi nghiên cứu môi trường.
Nên tôi muốn cho các bạn xem slide cuối.
Đây vẫn chỉ là lấy một phần đầu tiên của đoạn phim mà tôi đã chiếu cho bạn.
Đây là một khu vườn san hô tuyệt đẹp.
Chúng tôi thậm chí không ngờ tìm được thứ tuyệt như vậy.
Sâu hàng ngàn mét.
Có nhiều loài mới.
Đó là một nơi xinh đẹp.
Có nhiều hóa thạch xen lẫn,
và giờ tôi đã cho bạn biết cách trân trọng hóa thạch san hô
ở dưới đó.
Nên lần tới lúc bạn đủ may mắn để bay qua đại dương
hay chèo thuyền vượt biển,
chỉ cần nghĩ - có nhiều núi biển phía dưới
mà chưa có ai khám phá được,
và còn có các rặng san hô xinh đẹp.
Cảm ơn.
(Vỗ tay)