Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Global Change Biology, các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu vệ tinh và mô hình số để phân tích sự thay đổi hàng năm của vùng ánh sáng trên toàn thế giới.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, từ năm 2003 đến 2022, hiện tượng đại dương tối dần đã được ghi nhận ở khoảng 21% diện tích toàn cầu, bao gồm cả các vùng ven biển và ngoài khơi.
Bản đồ ghi nhận sự thay đổi về chiều sâu ánh sáng tại khu vực Vương quốc Anh và Bắc Đại Tây Dương. Ảnh: Đại học Plymouth.
Cũng theo nghiên cứu, chiều sâu vùng ánh sáng ở khoảng 9% đại dương (tương đương 32 triệu km2) đã giảm hơn 50m. Trong khí đó, khoảng 2,6% đại dương ghi nhận mức giảm trên 100m.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý bức tranh tổng thể không thật sự ảm đạm. Đến nay, khoảng 10% diện tích đại dương, tương đương hơn 37 triệu km2, đã trở nên sáng hơn trong 20 năm qua.
Hiện chưa xác định nguyên nhân cụ thể của các hiện tượng này. Theo các nhà khoa học, sự thay đổi vùng ánh sáng có thể ảnh hưởng đến một lượng lớn sinh vật biển và hệ sinh thái đại dương.
Cảnh báo từ giới khoa học
Hiện tượng đại dương tối dần xảy ra khi các đặc tính quang học của nước biển thay đổi, làm giảm chiều sâu của vùng ánh sáng - khu vực có thể tiếp nhận ánh sáng mặt trời và ánh trăng, nơi sinh sống của tới 90% sinh vật biển và là nơi diễn ra nhiều tương tác sinh thái quan trọng.
Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học đến từ Đại học Plymouth và Phòng thí nghiệm Hàng hải Plymouth, những người đã dành hơn một thập kỷ để nghiên cứu tác động của ánh sáng nhân tạo vào ban đêm (ALAN) đối với các vùng ven biển và đại dương trên toàn cầu.
Họ cho biết, ALAN không liên quan trực tiếp đến hiện tượng đại dương tối dần. Thay vào đó, nguyên nhân có thể đến từ sự gia tăng chất dinh dưỡng, vật liệu hữu cơ và trầm tích đổ vào biển, đặc biệt ở các vùng ven bờ, do dòng chảy từ nông nghiệp và lượng mưa gia tăng.
Đối với các vùng đại dương khơi, các yếu tố như thay đổi trong động lực nở hoa của tảo và sự biến động của nhiệt độ bề mặt biển có thể làm giảm khả năng ánh sáng xuyên qua các tầng nước mặt.
Một bản đồ tập trung vào khu vực Vương quốc Anh và Bắc Đại Tây Dương do dự án này xây dựng cho thấy các khu vực đang thay đổi rõ rệt. Trong bản đồ này, màu đỏ biểu thị khu vực có hiện tượng đại dương tối dần, trong khi màu xanh thể hiện những vùng sáng lên.
Tiến sĩ Thomas Davies, Phó Giáo sư về bảo tồn biển tại Đại học Plymouth, nhận định: "Đã có những nghiên cứu cho thấy màu sắc bề mặt đại dương thay đổi trong 20 năm qua, có thể do biến động trong quần thể sinh vật phù du. Nhưng kết quả của chúng tôi cung cấp bằng chứng rằng những thay đổi như vậy đã gây ra hiện tượng tối dần trên diện rộng, làm giảm diện tích đại dương có thể sinh sống cho các loài phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và ánh trăng để sinh tồn và sinh sản.
Chúng ta cũng phụ thuộc vào đại dương và các vùng ánh sáng của nó để có không khí để thở, cá để ăn, khả năng chống lại biến đổi khí hậu, và sức khỏe chung của hành tinh. Xét trên toàn bộ, những phát hiện này thực sự đáng lo ngại".
Các nhà khoa học đang nghiên cứu về chiều sâu vùng ánh sáng ở đại dương. Ảnh: thedaily.case.edu.
Giáo sư Tim Smyth, Trưởng khoa Hóa sinh học biển tại Phòng thí nghiệm Hàng hải Plymouth, bổ sung: "Đại dương năng động hơn nhiều so với những gì chúng ta thường nghĩ. Ví dụ, chúng ta biết mức độ ánh sáng trong cột nước có thể thay đổi mạnh trong vòng 24 giờ, và các loài động vật chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi ánh sáng rất nhạy cảm với những biến động này.
Nếu vùng ánh sáng bị thu hẹp khoảng 50 mét ở các khu vực rộng lớn, các loài cần ánh sáng sẽ bị đẩy gần mặt nước hơn, nơi chúng sẽ phải cạnh tranh để có đủ thức ăn và tài nguyên cần thiết. Điều đó có thể dẫn đến thay đổi căn bản trong toàn bộ hệ sinh thái biển".
Bức tranh toàn cầu đang thay đổi
Để đánh giá sự thay đổi trong vùng ánh sáng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ hệ thống Ocean Color Web của NASA, chia đại dương toàn cầu thành các điểm ảnh 9 km. Dữ liệu vệ tinh này giúp họ theo dõi sự thay đổi trên bề mặt đại dương tại mỗi điểm ảnh, trong khi một thuật toán đo ánh sáng trong nước biển được sử dụng để xác định độ sâu của vùng ánh sáng tại từng vị trí.
Họ cũng sử dụng các mô hình chiếu xạ mặt trời và mặt trăng để đánh giá các thay đổi có thể ảnh hưởng đến sinh vật biển vào cả ban ngày và ban đêm. Kết quả cho thấy độ sâu vùng ánh sáng thay đổi vào ban đêm là nhỏ hơn so với ban ngày, nhưng vẫn có ý nghĩa sinh thái đáng kể.
Sự thay đổi nổi bật nhất về chiều sâu vùng ánh sáng ở đại dương khơi được ghi nhận tại đầu dòng hải lưu Gulf Stream và các khu vực quanh Bắc Cực, Nam Cực - những nơi đang chịu tác động mạnh nhất bởi biến đổi khí hậu.
Hiện tượng tối dần cũng phổ biến ở các vùng ven biển và các biển kín như Biển Baltic, nơi nước mưa từ đất liền mang theo trầm tích và chất dinh dưỡng ra biển, kích thích sự sinh trưởng của tảo và làm giảm khả năng ánh sáng xuyên thấu.
Tuy nhiên, quanh khu vực Vương quốc Anh, bức tranh có sự pha trộn. Nghiên cứu cho thấy các khu vực Biển Bắc, Biển Celtic, bờ biển phía đông của Anh và Scotland, bờ biển xứ Wales và phía bắc Biển Ireland đều trở nên tối hơn trong hai thập kỷ qua. Ngược lại, phần lớn eo biển Manche và khu vực kéo dài từ phía bắc Scotland đến quần đảo Orkney và Shetland lại có xu hướng sáng hơn.
