Sâu dưới đại dương, sự phân tầng của nước tạo ra một rào cản tự nhiên dựa trên mật độ nước. Trong sự phân tầng như vậy, lớp nước ấm nổi đều trên lớp nước lạnh hơn, tạo thành một cấu trúc nước ổn định. Phần lớn là do ánh sáng mặt trời làm nóng đại dương, làm tăng cường sự phân tầng của nước. Tuy nhiên, cấu trúc ổn định này không phải là bất biến; gió có thể phá vỡ sự ổn định này và gây ra sự trộn lẫn giữa các lớp nước khác nhau. Những thay đổi về môi trường như vậy đã tác động sâu sắc đến hệ sinh thái biển và khí hậu toàn cầu.
Sự chênh lệch mật độ giữa nước lạnh ở dưới và nước ấm ở trên tạo thành một ranh giới rõ nét, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt, cacbon, oxy và các chất dinh dưỡng khác.
Mật độ của nước được xác định bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ mặn và độ sâu. Khi nhiệt độ nước tăng, khoảng cách giữa các phân tử nước tăng lên, khiến mật độ của nước giảm đi. Ngược lại, độ mặn tăng làm nước trở nên đặc hơn. Những tính chất vật lý khác nhau này tạo ra các lớp khác nhau trong đại dương, chẳng hạn như tầng nhiệt độ và tầng muối. Theo cách này, sự phân tầng mật độ của đại dương dường như hoạt động như một rào cản vô hình, hạn chế sự trộn lẫn và trao đổi vật chất giữa các lớp.
Theo nghiên cứu, tầng nước ngầm phía trên của đại dương đã tăng từ 0,7% đến 1,2% mỗi thập kỷ kể từ năm 1960. Điều này có nghĩa là sự khác biệt về mật độ giữa các lớp khác nhau trong đại dương đang tăng lên.
Sự gia tăng cường độ phân tầng này chủ yếu là do tác động của hiện tượng nóng lên toàn cầu và nhiệt độ đại dương đang tăng lên. Đặc biệt, tốc độ gia tăng phân tầng rõ rệt nhất kể từ năm 1960 ở các đại dương thuộc Nam bán cầu, tiếp theo là Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương. Xu hướng này tiếp tục diễn ra vào năm 2022, cho thấy quá trình phân tầng trên của đại dương đang diễn ra nhanh hơn, đặt ra những thách thức lớn hơn đối với môi trường sinh thái của chúng ta.
Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển mà còn liên quan trực tiếp đến tương lai của xã hội loài người. Chúng ta đã sẵn sàng cho những thay đổi mà điều này mang lại chưa?
Sự thay đổi mực nước biển không chỉ là hiện tượng vật lý mà còn là vấn đề quan trọng trong sinh thái học và khí hậu học. Sự pha trộn giữa các lớp nước khác nhau có thể dẫn đến mất cân bằng các nguồn tài nguyên quan trọng, chẳng hạn như nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và sự phân phối oxy. Khi các rào cản giữa các lớp trở nên rõ ràng hơn, các vấn đề sinh thái này sẽ ảnh hưởng đến môi trường sống của sinh vật biển và do đó ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi thức ăn dưới biển.
Chúng ta cũng phải chú ý đến tình trạng axit hóa đại dương, nguyên nhân là do nồng độ carbon dioxide tăng cao. Khi độ axit của nước biển tăng lên, sự phát triển và tồn tại của nhiều sinh vật biển bị đe dọa. Những thay đổi như vậy không chỉ đặt ra thách thức đối với đa dạng sinh học mà còn có thể ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế liên quan đến đại dương như nghề cá và du lịch.
Làm thế nào để chống lại biến đổi khí hậu trong khi vẫn bảo vệ đại dương sẽ là một thách thức lớn đối với mọi quốc gia.
Tóm lại, sự phân tầng của đại dương và những nguyên nhân cơ bản của nó có tác động sâu sắc và phức tạp đến sự thay đổi môi trường. Khi khí hậu toàn cầu tiếp tục thay đổi, chúng ta chỉ có thể hy vọng rằng những đột phá về khoa học và công nghệ trong tương lai sẽ giải quyết được những vấn đề ẩn sâu dưới đại dương này. Cộng đồng thế giới nên ứng phó thế nào với thách thức này khi môi trường đại dương đang không ngừng thay đổi?