Điều gì khiến rừng ngập mặn bị chết nhiều nhất thế giới? Sự chao đảo trong quỹ đạo của mặt trăng là một phần nguyên nhân
bởi Neil Saintilan, The Conversation
Các tán cây kín che phủ của rừng ngập mặn ở tây bắc và Tây Úc theo dõi sự dao động trong 18,6 năm của biên độ thủy triều gây ra bởi sự dao động của mặt trăng. Ảnh: Tác giả cung cấp, CC BY
Trong mùa hè năm 2015, 40 triệu rừng ngập mặn chết khát. Sự tàn lụi rộng lớn này - lớn nhất thế giới từng được ghi nhận - đã giết chết những khu rừng ngập mặn phong phú dọc theo 1.000 km bờ biển trên Vịnh Carpentaria của Úc.
Câu hỏi là, tại sao? Tháng trước, các nhà khoa học đã tìm ra thủ phạm: một sự kiện El Niño mạnh, khiến mực nước biển giảm tạm thời. Rừng ngập mặn để lại, dựa vào thủy triều che phủ rễ của chúng, cao và khô trong đợt gió mùa đầu mùa khô bất thường.
Trường hợp đóng cửa. Hoặc là nó? Trong khi bằng chứng rõ ràng ám chỉ El Niño, chúng tôi nhận thấy chu kỳ khí hậu này có một đồng phạm rất lớn: mặt trăng.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, được xuất bản trên tạp chí Science Advances hôm nay, chúng tôi đã lập bản đồ về sự mở rộng và thu hẹp độ che phủ của rừng ngập mặn trong 40 năm qua và tìm thấy bằng chứng rõ ràng rằng sự dao động quỹ đạo của mặt trăng có ảnh hưởng.
Bản đồ của chúng tôi cũng cho thấy rừng ngập mặn đang mở rộng và tán cây của chúng dày lên trên toàn bộ lục địa, điều này rất có thể là do mức carbon dioxide cao hơn. Mặc dù ngoạn mục là vậy, sự kiện chết lùi rừng ngập mặn ở Vịnh Carpentaria là hoàn toàn tự nhiên.
Những manh mối nào cho thấy vai trò của mặt trăng?
Trong các chu kỳ El Niño như năm 2015, mực nước biển giảm xung quanh Australia và các quốc gia khác ở tây Thái Bình Dương.
Nhưng những chu kỳ khí hậu này ảnh hưởng đến toàn bộ khu vực Ấn-Úc. Nếu El Niño là nguyên nhân chính, thì rừng ngập mặn ở những nơi khác cũng sẽ bị ảnh hưởng. Nhưng cái chết của những cây bụi và cây cối ở bãi triều này phần lớn được bản địa hóa ở Vịnh Carpentaria. Tỷ lệ tử vong cao nhất dọc theo các bờ biển trải qua toàn bộ phạm vi của thủy triều. Ngược lại, rừng ngập mặn tiếp tục phát triển mạnh ở giới hạn thủy triều của các cửa sông, đến tận vùng đồng bằng ngập lũ, nơi các tác động khí hậu phải được cảm nhận mạnh mẽ nhất.
Đó là nơi mặt trăng đi vào — và đặc biệt là "sự dao động của mặt trăng". Trở lại năm 1728, các nhà thiên văn học nhận thấy mặt phẳng mà Mặt trăng quay quanh Trái đất không cố định. Thay vào đó, nó lắc lư lên xuống, giống như một đồng xu đang quay khi bắt đầu quay chậm lại.
Khi lập bản đồ phạm vi và sự phân bố của các khu rừng ngập mặn ở Úc trong 40 năm qua, chúng tôi đã tìm thấy những dấu hiệu rõ ràng về sự dao động của mặt trăng tại nơi làm việc. Chu kỳ quỹ đạo kéo dài 18,6 năm này hóa ra là lý do chính khiến tán rừng ngập mặn mở rộng và thu hẹp xung quanh hầu hết các đường bờ biển của Úc — và giải thích các mô hình tỷ lệ chết của rừng ngập mặn ở Vịnh Carpentaria.
Bạn có thể tự hỏi tại sao sự chao đảo lại có ảnh hưởng đến việc rừng ngập mặn sống hay chết. Đó là thủy triều. Sự chao đảo thay đổi cách lực hấp dẫn của mặt trăng kéo lên các đại dương trên thế giới, do đó, các giai đoạn thủy triều đặc biệt cao được theo sau bởi thủy triều đặc biệt thấp 9,3 năm sau đó.
Nghiên cứu của các nhà khoa học NASA cho thấy chu kỳ này có khả năng dẫn đến lũ lụt lớn ven biển vào đầu những năm 2030, do triều cường cực cao gặp phải khiến mực nước biển dâng cao.
Tác giả kiểm tra rừng ngập mặn ở vùng cực bắc Queensland, tháng 4 năm 2016. Nguồn: Tác giả cung cấp
Chu kỳ mặt trăng - rừng ngập mặn có thể nhìn thấy rõ ràng từ trên cao. Khi lập bản đồ những thay đổi đối với rừng ngập mặn rậm rạp ở Tây Bắc và Tây Úc, chúng tôi nhìn thấy những đỉnh núi rõ ràng trong những tán cây khép kín — nơi lá và cành cây ngập mặn dày lên che phủ hơn 80% mặt đất — trùng với pha thủy triều cao nhất của chu kỳ Mặt Trăng.
Khi thủy triều ở mức cao nhất, nước ngập rừng ngập mặn và mang theo chất dinh dưỡng, giúp tăng trưởng nhanh. Những giai đoạn này có khả năng ảnh hưởng đến lượng carbon xanh được rừng ngập mặn lưu trữ trên hàng nghìn km vuông.
Nhưng khi thủy triều xuống thấp nhất, rừng ngập mặn không thể nhận được lượng nước cần thiết. Trong năm 2015–2016, sự dao động của mặt trăng đã làm giảm biên độ thủy triều ở Vịnh Carpentaria - đủ để làm giảm thủy triều ước tính khoảng 40cm. Các sự kiện chết ngược của rừng ngập mặn trước đó vào năm 1998 và 1982 cũng trùng hợp với các rãnh này.
Vào năm 2015, thủy triều dọc theo bờ biển phía bắc của Úc vẫn tiếp tục giảm do ảnh hưởng của El Niño, hiện tượng này di chuyển nước biển đến phía đông Thái Bình Dương. Kết quả của chu kỳ khí hậu và mặt trăng chồng lên nhau ở Vịnh Carpentaria là sự chết hàng loạt của rừng ngập mặn.
Một thách thức mà chúng tôi gặp phải là phân biệt giữa tác động của El Niño và sự dao động của mặt trăng, vì chúng có xu hướng xảy ra trong cùng một khoảng thời gian ở tây Thái Bình Dương. Một số nhà khoa học thậm chí còn cho rằng sự dao động của mặt trăng có thể góp phần gây ra các sự kiện El Niño dữ dội.
Để tìm ra hai nguyên nhân, chúng tôi dựa vào một sự bất thường trong sự dao động của mặt trăng — và một sự bất thường ở đường bờ biển.
Thời gian dao động của mặt trăng trong các khoảng thời gian của dải thủy triều cao và thấp bị đảo ngược giữa các đường bờ biển có hai lần triều cường mỗi ngày (bán nhật triều) và các đường bờ biển nhận một lần thủy triều cao mỗi ngày (thủy triều trong ngày).
Vịnh Carpentaria là một trong số ít các đường bờ biển ở Úc có thủy triều vào ban ngày. Hầu hết các đường bờ biển khác có hai
thủy triều mỗi ngày. Tổng hợp lại, điều này có nghĩa là vào năm 2015, các đường bờ biển bán nhật triều có thủy triều lớn hơn bình thường, trong khi các đường bờ biển hiếm ngày như những vùng dọc theo vịnh có thủy triều nhỏ hơn bình thường.
Điều này giải thích tại sao rừng ngập mặn ở các đường bờ biển bán nhật triều trực tiếp cạnh Vịnh Carpentaria đã bị tiêu diệt trong mùa hè 2015-16.
Các đường bờ biển phía bắc cạnh vịnh đang trong giai đoạn thủy triều lớn, năng suất cao của chu kỳ 18,6 năm và do đó được bảo vệ khỏi El Niño. Trong vịnh Carpentaria vào ngày nhật, pha thủy triều nhỏ của chu kỳ dao động Mặt Trăng kết hợp với El Niño. Mực nước biển thấp hơn và biên độ thủy triều thấp hơn đã đẩy rừng ngập mặn ra rìa.
Điều thú vị là rừng ngập mặn vẫn tiếp tục phát triển gần đầu thủy triều của các con sông trong vùng vịnh bất chấp El Niño, bởi vì ảnh hưởng của sự dao động của mặt trăng ít rõ rệt hơn ở phần thượng nguồn.
Đây là một tin tốt cho rừng ngập mặn. Giờ đây, chúng ta biết các chu kỳ khí hậu tự nhiên ngắn hạn như El Niño có khả năng không thể tự gây ra cái chết trên diện rộng của rừng ngập mặn. Và chúng ta có thể lường trước được những thời điểm nguy hiểm khi nó trùng với những đợt thủy triều thấp do mặt trăng dao động.
Trong khi rừng ngập mặn vẫn phải đối mặt với một tương lai không chắc chắn để thích nghi với thế giới biển cao hơn, chúng ta có thể phân tích vụ chết hàng loạt năm 2015 do "nguyên nhân tự nhiên".
