Thềm băng sụp đổ, hồ nước ngọt cuối cùng tồn tại 4.000 năm ở Bắc Cực Canada biến mất

Hồ nước ngọt đặc biệt, nằm trên nước biển

Hồ Milne Fiord nằm trên đảo Ellesmere thuộc vùng lãnh thổ Nunavut, phía Bắc Canada. Đây từng là hồ epishelf cuối cùng còn tồn tại ở quốc gia này, trước khi biến mất sau sự sụp đổ của thềm băng Milne vào năm 2020.

Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Scientific Reports, sự biến mất của hồ đánh dấu sự kết thúc của một hệ sinh thái đã tồn tại khoảng 4.000 năm. Điểm đặc biệt của hồ Milne Fiord nằm ở cấu trúc khác thường. Trong điều kiện thông thường, nước ngọt từ băng tan sẽ chảy ra biển và nhanh chóng hòa vào nước mặn dưới tác động của gió, sóng và dòng chảy.

Tuy nhiên, khu vực Milne Fiord từng được thềm băng Milne chắn lại trong hàng nghìn năm. Thềm băng này là một khối băng khổng lồ nằm trên đại dương và nối với bờ biển phía Bắc đảo Ellesmere.

Sự chắn giữ này khiến nước ngọt tích tụ phía trên nước biển. Do nước ngọt có mật độ thấp hơn nước mặn, hai lớp nước có thể tồn tại chồng lên nhau thay vì hòa trộn hoàn toàn. Một lớp băng dày khoảng 50-100 cm tiếp tục bao phủ hồ quanh năm. Lớp băng này hạn chế tác động của gió và sóng, giúp duy trì sự phân tầng đặc biệt giữa nước ngọt và nước mặn.

Các nhà khoa học từng ghi nhận lớp nước ngọt của hồ sâu khoảng 18 m vào năm 1983, tương đương chiều cao của một tòa nhà khoảng 6 tầng.

Hai hệ sinh thái cùng tồn tại trong một hồ nước

Điểm đặc biệt của Milne Fiord nằm ở việc nước ngọt và nước mặn có thể tồn tại thành hai lớp riêng biệt trong cùng một cột nước. Lớp nước ngọt nằm phía trên nước biển và được lớp băng bao phủ quanh năm, nhờ đó hai môi trường ít bị xáo trộn.

Khi phân tích vi khuẩn, virus và thực vật phù du ở hai tầng nước, các nhà nghiên cứu nhận thấy quần thể sinh vật giữa hai lớp gần như không trùng lặp, dù ranh giới giữa nước ngọt và nước mặn chỉ cách nhau khoảng 20 cm.

Jérémie Bonneau, tác giả chính của nghiên cứu và trợ lý giáo sư tại Đại học Laval, cho biết Milne Fiord có thể được xem như hai hệ sinh thái khác nhau tồn tại trong cùng một cột nước. Các nghiên cứu trước đó cũng phát hiện nhiều loại vi sinh vật tại đây, gồm vi khuẩn, virus và các sinh vật nhân chuẩn. Một số loại chưa từng được ghi nhận ở Bắc Cực , cho thấy môi trường đặc biệt của hồ từng tạo điều kiện cho những quần thể sinh vật hiếm gặp phát triển.

Ảnh hưởng của hồ không chỉ giới hạn trong phạm vi lớp nước ngọt . Nước từ hồ từng chảy qua một kênh nằm bên dưới thềm băng, sau đó hòa trộn với nước biển và đưa chất dinh dưỡng xuống những khu vực sâu hơn.

Trong quá trình khảo sát, các nhà khoa học sử dụng phương tiện điều khiển từ xa để khám phá kênh băng này. Họ ghi nhận hải quỳ, sò điệp và sao biển sống trong bóng tối hoàn toàn bên dưới lớp băng dày khoảng 10 m. Andrew Hamilton, nhà nghiên cứu tại Đại học Alberta và đồng tác giả nghiên cứu, cho biết nhóm nghiên cứu rất bất ngờ khi phát hiện một hệ sinh thái phát triển bên trong kênh băng.

Điều kiện đặc biệt giúp Milne Fiord tồn tại suốt hàng nghìn năm đã thay đổi vào năm 2020, khi thềm băng Milne vỡ thành nhiều mảnh. Thềm băng từng đóng vai trò như một bức tường tự nhiên, giữ nước ngọt lại phía trên nước biển. Khi cấu trúc này sụp đổ, hồ không còn khả năng duy trì lớp nước ngọt đặc trưng.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những thiết bị đo độ mặn được đặt từ đáy vịnh lên mặt nước để theo dõi sự thay đổi của các tầng nước trước và sau sự kiện. Kết quả cho thấy hồ biến mất trong thời gian rất ngắn. Chỉ khoảng 2 tháng sau khi thềm băng vỡ, toàn bộ lớp nước ngọt đã thoát khỏi khu vực và không còn tồn tại trong vịnh.

Sự biến mất của Milne Fiord không chỉ là việc một hồ nước ngọt bị rút cạn. Sự kiện này đồng thời chấm dứt một hệ sinh thái đặc biệt đã tồn tại khoảng 4.000 năm.

Canada hiện không còn hồ epishelf nào. Một số hồ tương tự vẫn được ghi nhận ở Greenland và Nam Cực, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng những hệ sinh thái này cũng có thể biến đổi khi các điều kiện băng tại vùng cực tiếp tục thay đổi.