Sông băng là một khối băng khổng lồ hình thành từ tuyết tích tụ qua nhiều năm, nén chặt lại, và chảy chậm dưới sức nặng của chính nó như một dòng sông đặc. Sông băng có thể trườn đi vài centimét tới hàng chục mét mỗi ngày, đẽo gọt thung lũng, mang theo những tảng đá lớn đi hàng trăm kilômét. Trong các kỷ băng hà, băng phủ kín một phần lớn Bắc Mỹ và Bắc Âu. Ngày nay, sông băng vẫn chiếm khoảng 10% diện tích đất liền và giữ phần lớn lượng nước ngọt của hành tinh.
Từ tuyết thành băng sông băng
Ở những nơi tuyết rơi mùa đông nhiều hơn lượng tan mùa hè — núi cao, vùng cực — tuyết tích tụ năm này qua năm khác. Quá trình biến đổi diễn ra từng bước:
- Tuyết mới: bông tuyết xốp, khoảng 90% là không khí.
- Tuyết hạt: sau vài ngày, cánh bông tuyết tan nhẹ, co lại thành hạt tròn, xếp sát hơn.
- Firn: tuyết đã qua ít nhất một mùa hè, hạt dính vào nhau, khối lượng riêng khoảng một nửa của băng.
- Băng sông băng: dưới sức nặng của các lớp phía trên, sau nhiều năm tới nhiều thập kỷ, bọt khí bị ép ra hoặc nhốt kín, firn thành băng đặc, xanh lam.
Những bọt khí nhỏ bị nhốt trong băng là "mẫu không khí cổ". Các lõi băng khoan ở Nam Cực, như lõi băng ở trạm Vostok và dự án EPICA, chứa không khí từ hàng trăm nghìn năm trước — lõi EPICA Dome C kéo dài khoảng 800.000 năm. Phân tích chúng cho các nhà khoa học biết khí hậu và lượng khí CO₂ trong quá khứ.
Băng rắn mà vẫn chảy
Thoạt nghe, "băng chảy" có vẻ vô lý. Nhưng dưới áp lực lớn và kéo dài, băng hoạt động như một vật liệu dẻo. Có hai cơ chế chính:
- Biến dạng dẻo bên trong: dưới sức nặng của hàng chục, hàng trăm mét băng phía trên, các lớp tinh thể băng trượt chậm lên nhau, giống bộ bài bị đẩy nghiêng.
- Trượt ở đáy: ở đáy sông băng, áp lực lớn và nhiệt từ lòng đất có thể làm tan một lớp nước mỏng, sông băng trượt trên lớp nước ấy.
Tốc độ chảy rất khác nhau. Sông băng núi thường chảy vài centimét tới vài mét mỗi ngày. Một số sông băng ở Greenland chảy rất nhanh: sông băng Jakobshavn Isbræ (Sermeq Kujalleq) ở phía tây Greenland từng được đo chảy hơn 40 m mỗi ngày vào mùa hè năm 2012, thuộc hàng nhanh nhất thế giới. Phần trên mặt sông băng giòn nên nứt thành những khe nứt sâu (crevasse) — mối nguy lớn nhất của người leo núi trên sông băng.
Sông băng đẽo gọt mặt đất
| Dấu vết | Hình thành thế nào | Ví dụ |
|---|---|---|
| Thung lũng hình chữ U | Sông băng khoét rộng thung lũng hình chữ V của sông thường | Thung lũng Yosemite (Mỹ), nhiều thung lũng ở dãy Alps |
| Vịnh hẹp (fjord) | Thung lũng sông băng sâu bị nước biển tràn vào khi băng rút | Bờ biển Na Uy, New Zealand, Chile |
| Băng tích (moraine) | Đất đá bị sông băng đẩy và bỏ lại thành gò, đê | Nhiều hồ ở Bắc Âu, Bắc Mỹ bị chặn bởi băng tích |
| Đá lạc (erratic) | Tảng đá lớn bị sông băng mang đi xa rồi bỏ lại, khác hẳn đá ở nơi nó nằm | Rải rác ở Bắc Âu, Bắc Mỹ |
| Hồ băng hà | Hố do sông băng khoét, sau đầy nước | Vùng Ngũ Đại Hồ (Mỹ, Canada), Phần Lan |
Kỷ băng hà: ý tưởng gây chấn động thế kỷ 19
Đầu thế kỷ 19, những tảng đá lạc khổng lồ nằm giữa đồng bằng châu Âu là một câu đố. Nhiều người cho rằng chúng bị trận Đại Hồng thuỷ cuốn tới. Năm 1837, nhà tự nhiên học người Thuỵ Sĩ Louis Agassiz trình bày ý tưởng rằng trong quá khứ, những khối băng khổng lồ đã phủ kín châu Âu và mang các tảng đá ấy theo. Năm 1840 ông xuất bản cuốn Nghiên cứu về sông băng. Ý tưởng ban đầu bị nghi ngờ, nhưng dần được chấp nhận khi bằng chứng tích tụ.
Ngày nay ta biết Trái Đất đã trải qua nhiều chu kỳ băng hà trong khoảng 2,6 triệu năm qua. Lần cực đại băng hà gần nhất là khoảng 20.000 năm trước: băng phủ kín Canada, Bắc Âu, mực nước biển thấp hơn hiện nay khoảng 120 m. Thời đó, phần lớn thềm lục địa Biển Đông lộ ra thành đất liền, nối các đảo của Indonesia với lục địa châu Á, và bờ biển Việt Nam nằm xa hơn bây giờ rất nhiều về phía đông.
Các chu kỳ này liên quan tới những thay đổi nhỏ có chu kỳ trong quỹ đạo và độ nghiêng của Trái Đất, theo lý thuyết của nhà khoa học Serbia Milutin Milanković, kết hợp với các vòng phản hồi trong khí hậu.
Sông băng hôm nay
- Nam Cực chứa khoảng 90% lượng băng trên Trái Đất, lớp băng dày trung bình khoảng 2 km.
- Greenland là khối băng lớn thứ hai.
- Dãy Himalaya và cao nguyên Tây Tạng có nhiều sông băng nhất ngoài vùng cực, được gọi là "cực thứ ba". Băng tan ở đây góp nước cho nhiều sông lớn châu Á; mức đóng góp khác nhau tuỳ sông và tuỳ mùa.
- Dãy Alps, Andes, Alaska, Patagonia có các sông băng núi nổi tiếng, nhiều nơi đã trở thành điểm du lịch.
Theo các báo cáo tổng hợp khoa học quốc tế như của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), phần lớn sông băng núi trên thế giới đang thu hẹp trong những thập kỷ gần đây. Ảnh chụp cùng một sông băng cách nhau vài chục năm ở dãy Alps hay Alaska cho thấy rõ sự thay đổi.
Góc nhìn hôm nay: tham quan sông băng an toàn
- Chỉ đi lên sông băng cùng hướng dẫn viên được cấp phép, với dây an toàn, đinh giày (crampon), mũ bảo hiểm. Khe nứt có thể bị tuyết che kín.
- Không đứng sát mép sông băng đổ ra hồ hay biển — những khối băng lớn có thể sập xuống bất ngờ, gây sóng.
- Tôn trọng các khu bảo tồn; nhiều sông băng nằm trong các vườn quốc gia, di sản thế giới.
- Muốn tìm hiểu thêm, Trung tâm Dữ liệu Băng tuyết Quốc gia Hoa Kỳ (NSIDC) và Cơ quan Giám sát Sông băng Thế giới (WGMS) có nhiều tài liệu dễ hiểu.
Câu hỏi thường gặp
Sông băng là gì?
Sông băng là khối băng lớn hình thành từ tuyết tích tụ và nén chặt qua nhiều năm, chảy chậm dưới sức nặng của chính nó. Sông băng có ở núi cao và vùng cực, chiếm khoảng 10% diện tích đất liền hiện nay.
Vì sao băng rắn mà sông băng vẫn chảy được?
Dưới áp lực lớn và kéo dài, băng biến dạng dẻo: các lớp tinh thể trượt chậm lên nhau. Ở đáy, áp lực và nhiệt có thể làm tan một lớp nước mỏng, giúp sông băng trượt. Tốc độ từ vài centimét tới hàng chục mét mỗi ngày.
Kỷ băng hà gần nhất là khi nào?
Lần cực đại băng hà gần nhất khoảng 20.000 năm trước. Khi đó băng phủ kín Canada và Bắc Âu, mực nước biển thấp hơn hiện nay khoảng 120 m, phần lớn thềm lục địa Biển Đông lộ ra thành đất liền.
Lõi băng cho biết điều gì?
Lõi băng khoan ở Nam Cực và Greenland chứa các lớp băng theo năm và bọt khí nhốt từ quá khứ. Phân tích chúng giúp các nhà khoa học biết nhiệt độ và lượng khí CO₂ trong khí quyển từ hàng trăm nghìn năm trước.
Thung lũng chữ U hình thành thế nào?
Sông băng chảy qua thung lũng sông vốn có dạng chữ V, khoét rộng đáy và vách bằng sức nặng cùng đất đá nó mang theo, tạo thành thung lũng đáy rộng vách dốc hình chữ U. Khi nước biển tràn vào, nó thành vịnh hẹp fjord.