Các nhà nghiên cứu vừa tìm ra bằng chứng cho thấy Bắc Băng Dương từng là một vũng nước ngọt lớn được bao phủ bởi một thềm băng dày bằng nửa hẻm núi Grand Canyon của Mỹ.
Các nhà khoa học rất ngạc nhiên về phát hiện này. Để hiểu rõ hơn, bạn có thể nghĩ đến mối quan hệ giữa các tảng băng và đại dương. Khi các tảng băng tan chảy, chúng đổ nước vào đại dương, làm tăng mực nước biển. Nhưng khi các tảng băng lớn lên, giống như trong thời kỳ băng hà của Trái đất, mực nước biển sẽ giảm xuống.
Hiện nay, nghiên cứu mới cho thấy rằng trong những thời đại mực nước biển thấp hơn này, mối liên hệ của Bắc Băng Dương với Thái Bình Dương và Đại Tây Dương rất hạn chế, với Greenland, Iceland, Bắc Âu và Siberia đóng vai trò như vành bát chứa Bắc Cực. Bản thân băng có thể đã hạn chế lưu thông hơn nữa. Đất và biển đều bao phủ bởi một tảng băng dày 900 mét.
Thời điểm đó, đất và biển đều bao phủ bởi một tảng băng dày 900 mét.
Các sông băng, cửa sông và dòng chảy từ các lục địa đã giữ cho nước ngọt chảy vào Bắc Băng Dương, trong khi nước mặn từ Đại Tây Dương và Thái Bình Dương không thể vào được. Thời gian chính xác của quá trình ngọt hóa không rõ ràng, nhưng các nhà nghiên cứu đã tính toán rằng nó có thể xảy ra trong khoảng 8.000 năm.
"Những kết quả này có nghĩa là một sự thay đổi thực sự đối với hiểu biết của chúng ta về Bắc Băng Dương trong khí hậu băng giá. Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên việc làm ngọt hóa hoàn toàn Bắc Băng Dương và biển Bắc Âu được xem xét xảy ra không chỉ một lần mà đến hai lần", tác giả nghiên cứu Walter Geibert, nhà địa hóa học tại Trung tâm Nghiên cứu Địa cực và Biển Helmholtz của Viện Alfred Wegener, cho biết.
Hai thời kỳ này của một Bắc Cực nước ngọt xảy ra từ 150.000 đến 130.000 năm trước và 70.000 đến 60.000 năm trước. Trong những thời điểm đặc biệt lạnh trong lịch sử khí hậu, một dải băng khổng lồ châu Âu kéo dài hơn 5.000 km từ Scotland trên Scandinavia tới Biển Kara phía đông, phía bắc Siberia. Một cặp tảng băng khác bao phủ phần lớn khu vực ngày nay là Canada và Alaska, Greenland cũng nằm dưới một tảng băng thậm chí còn lớn hơn ngày nay.
Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa rõ Bắc Băng Dương trông như thế nào vào thời điểm này, vì các tảng băng trôi để lại ít dấu vết địa chất hơn nhiều so với các tảng băng và sông băng trên đất liền.
Geibert và các đồng nghiệp của ông đã chuyển sang nghiên cứu các lõi trầm tích từ Bắc Cực, eo biển Fram giữa Greenland và quần đảo Svalbard, các biển Bắc Âu. Những trầm tích này chứa đựng một lịch sử xếp chồng lên nhau về các điều kiện khác nhau mà mỗi lớp hình thành.
Hai lớp trong các lõi này nổi bật. Mỗi nguyên tố đều thiếu một đồng vị hoặc phiên bản của một nguyên tố, được gọi là thorium-230. Thorium-230 hình thành khi uranium tự nhiên phân hủy trong nước mặn. Trong trầm tích biển, không có thorium-230 có nghĩa là không có nước mặn.
Nhà vi sinh vật học Jutta Wollenburg của Viện Alfred Wegener cho biết: "Ở đây, sự vắng mặt lặp đi lặp lại và phổ biến của thorium-230 tiết lộ cho chúng ta biết điều gì đã xảy ra. Theo hiểu biết của chúng tôi, lời giải thích hợp lý duy nhất cho mô hình này là Bắc Băng Dương đã được lấp đầy bởi nước ngọt hai lần trong lịch sử của nó ở dạng đông lạnh và lỏng".
Vào thời điểm đó, mực nước biển thấp hơn ngày nay là 130 m và các phần của địa hình đáy biển, chẳng hạn như phần nông của eo biển Bering, nằm trên mực nước biển. Tuy nhiên, khi băng rút đi, sự đảo ngược của Bắc Cực trở lại nước mặn sẽ diễn ra nhanh chóng.
Jutta Wollenburg nói thêm: "Một khi cơ chế ngăn băng không thành công, nước mặn nặng hơn có thể tràn vào Bắc Băng Dương một lần nữa. Chúng tôi tin rằng sau đó nó có thể nhanh chóng chuyển nước ngọt nhẹ hơn, dẫn đến việc xả đột ngột lượng nước ngọt tích tụ... vào Bắc Đại Tây Dương".
Không rõ chính xác Bắc Cực sẽ mặn lại nhanh như thế nào, nhưng một sự kiện tương tự có thể đã xảy ra vào khoảng 13.000 năm trước trong một thời điểm lạnh giá có tên là Younger Dryas. Sự kiện đó đã nâng mực nước biển lên 20 mét trong hơn 500 năm và có thể đã thực sự gây ra cái lạnh bằng cách thay đổi lưu thông đại dương.
Điều này có thể giải thích một số sai lệch trong các ước tính trước đây về mực nước biển. Ví dụ, một số nghiên cứu về di tích rạn san hô cho thấy mực nước biển cao hơn các nghiên cứu của lõi băng ở Nam Cực chỉ ra. Nếu nước ngọt không chỉ được lưu trữ trên đất liền mà trong một hồ chứa dưới băng ở Bắc Cực thì nó có thể chiếm một số khoảng cách giữa các ước tính.
Một hồ chứa nước ngọt như vậy cũng có những tác động riêng đối với môi trường xung quanh nó như có thể đã xảy ra với thời kỳ lạnh giá Younger Dryas sau này trong lịch sử.