Khám phá này là bước tiến lớn đầu tiên trong việc tìm kiếm các nguồn nước ngầm ở Nam Cực và có thể tiết lộ cách lục địa đóng băng phản ứng với cuộc khủng hoảng khí hậu hiện nay, theo nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Science hôm 5/5.

"Nhiều nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng có thể có nước ngầm ẩn sâu trong các lớp trầm tích bên dưới lớp băng Nam Cực, nhưng đến nay chưa có bất kỳ ảnh chụp chi tiết nào", tác giả chính của nghiên cứu Chloe Gustafson từ Viện Hải dương học Scripps thuộc Đại học California, San Diego cho biết.

Chỏm băng bao phủ Nam Cực không phải là một khối đặc tuyệt đối. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hàng trăm hồ và sông lỏng liên kết với nhau nằm trong lớp băng. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên họ tìm thấy sự hiện diện của một lượng lớn nước lỏng trong các lớp trầm tích bên dưới băng.

"Nam Cực có thể khiến mực nước biển dâng cao 57 m nếu tan chảy hoàn toàn, vì vậy chúng tôi muốn hiểu tất cả các quá trình kiểm soát cách băng chảy ra khỏi lục địa và đi vào đại dương. Nước ngầm hiện là một quá trình còn thiếu trong mô hình dòng chảy của băng", Gustafson nói thêm.

Trong nghiên cứu này, Gustafson cùng các cộng sự tập trung vào dòng chảy băng Whillans rộng 96,6 km ở tây nam Nam Cực, một trong 6 dòng chảy cung cấp cho Ross, thềm băng lớn nhất thế giới với diện tích tương đương lãnh thổ Yukon của Canada.

Nhóm nghiên cứu đã dành 6 tuần để lập bản đồ những lớp trầm tính bên dưới lớp băng, sử dụng các công cụ địa vật lý đặt trực tiếp trên bề mặt để thực hiện một kỹ thuật được gọi là thăm dò điện từ Tellur.

Kỹ thuật này có thể phát hiện các mức độ khác nhau của năng lượng điện từ do băng, trầm tích, nước ngọt và nước mặn tạo ra từ các nguồn thông tin khác nhau và tạo ra một bản đồ từ đó. "Chúng tôi đã chụp ảnh từ đáy băng đến độ sâu khoảng 5 km phía dưới, thậm chí là sâu hơn", đồng tác giả Kerry Key, Phó giáo sư về khoa học môi trường tại Đại học Columbia của Mỹ, cho hay.

Các nhà nghiên cứu tính toán rằng lượng nước ngầm từ các lớp trầm tích trong phạm vi 100 km2 mà họ đã lập bản đồ có thể lấp đầy một hồ nước sâu từ 220 đến 820 m. Bản đồ cũng cho thấy nước ngầm mặn hơn theo độ sâu.

Nước biển có thể đã tràn đến khu vực này trong thời kỳ ấm áp cách đây 5.000 đến 7.000 năm, làm bão hòa trầm tích bằng nước mặn. Khi băng dày lên, nước ngọt - được tạo ra bởi áp lực từ trên cao và ma sát ở đế băng - bị ép vào các lớp trầm tích bên trên. Key nói rằng nước ngọt có thể tiếp tục chảy xuống và hòa vào nước ngầm ngày nay.

Các nhà khoa học cho biết, cần nghiên cứu thêm để hiểu những tác động nước ngầm đến khủng hoảng khí hậu và mực nước biển dâng. Có thể sự thoát nước chậm từ băng vào lớp trầm tích sẽ ngăn nước tích tụ ở đáy băng, đóng vai trò như một cái phanh hãm chuyển động tịnh tiến của băng về phía biển.

Tuy nhiên, nếu lớp băng bề mặt mỏng đi, việc giảm áp lực có thể khiến nước ngầm dâng lên. Sự chuyển động hướng lên này sẽ bôi trơn phần đế của băng và đẩy nhanh dòng chảy của nó.

"Phát hiện làm nổi bật thủy văn nước ngầm như một phần quan trọng để hiểu tác động của dòng chảy đối với động lực học của chỏm băng Nam Cực", trợ lý giáo sư Winnie Chu tại Viện Công nghệ Georgia của Mỹ nhấn mạnh.