Câu chuyện về Gina Moseley trong hành trình khám phá các hang động tại Greenland nhằm mở ra cánh cửa dẫn đến quá khứ của Trái Đất

Greenland – Cánh cửa dẫn đến quá khứ của Trái Đất

Các nhà khoa học luôn muốn nghiên cứu lịch sử khí hậu vì nó chứa đựng những manh mối quan trọng mở ra những viễn cảnh tương lai của hành tinh. Trên thực tế, Trái Đất đã trải qua những đợt biến đổi khí hậu cực đoan trong suốt chiều dài lịch sử, dao động giữa hai trạng thái đối lập: một nóng, một lạnh, lần lượt được gọi là hiệu ứng nhà kính (greenhouse) và hiệu ứng băng giá (icehouse).

Trái Đất từng trải qua bốn kỷ băng hà lớn, với lần đầu tiên xảy ra cách đây khoảng 2,6 triệu năm. Mỗi kỷ băng hà bao gồm các giai đoạn lạnh (glacial periods) và ấm hơn (interglacial periods), khiến sông băng mở rộng rồi thu hẹp. Trước khi kỷ băng hà cuối cùng kết thúc 11.500 năm trước, phần lớn Bắc Mỹ và châu Âu chìm trong băng tuyết.

Thám hiểm Bắc Cực 

Nói về Greenland hay Nam Cực, thì hai khu vực này có vị trí đặc biệt quan trọng trong việc nghiên cứu khí hậu. Nguyên nhân là vì cả hai khu vực này đều chứa những lớp băng chưa từng tan chảy trong hàng trăm nghìn năm, mang trong mình những câu chuyện cổ xưa về khí hậu Trái Đất và quá trình biến đổi của nó. Các mẫu lõi băng được khoan từ các tảng băng Greenland đã giúp các nhà nghiên cứu tái tạo lại lịch sử khí hậu của khu vực này lên đến khoảng 130.000 năm trước, qua đó mang đến manh mối quan trọng để hiểu về sự biến đổi khí hậu trong quá khứ và tương lai. Tuy nhiên dữ liệu mà họ tìm hiểu được chỉ đi xa được đến thế.

Để chạm đến được những cột mốc quá khứ xa hơn, các nhà khoa học cần nhiều hơn. Một trong những thứ họ cần là những mẫu nhũ đá (speleothem) nằm trong những hang động sâu trong lòng đất, hình thành cách đây hàng triệu năm trước. Về cơ bản, speleothem là những cấu trúc khoáng chất hình thành trong hang động khi nước nhỏ giọt hoặc chảy qua, mang theo các khoáng chất và tích tụ qua hàng ngàn, thậm chí hàng triệu năm. Quá trình này tạo nên những nhũ đá rủ xuống từ trần hang (stalactites), măng đá mọc lên từ nền hang (stalagmites), và các lớp đá chảy mỏng phủ trên vách hang (flowstone). Mỗi lớp khoáng chất hình thành mang theo những dấu vết về điều kiện khí hậu tại thời điểm đó. Chúng chính là cuốn nhật ký ghi lại lịch sử khí hậu của Trái Đất, kể lại những câu chuyện thầm lặng về sự biến đổi của khí hậu qua hàng thiên niên kỷ.

Và cột mốc 130.000 này được vượt qua bởi một nhà nghiên cứu người Anh với niềm đam mê cho việc khám phá những hang động: Gina Moseley.

Đam mê khám phá hang động đến giấc mơ Wulff Land

Đam mê khám phá những hang động, thế giới dưới lòng đất đã nhem nhóm trong Gina Moseley từ khi cô mới 12 tuổi. Trong một chuyến cắm trại tại Somerset, Anh, mẹ cô đã đưa cô vào một hang động đầu tiên. Ngay khoảnh khắc bước qua những tán rừng và chìm vào bóng tối yên tĩnh dưới lòng đất, Moseley biết rằng cô đã tìm thấy đam mê của mình.

Gina Moseley tại trại cơ sở 

Những năm sau đó, cô dành dụm tiền từ công việc giao báo để thực hiện những chuyến thám hiểm hang động mỗi mùa hè. Mỗi hang động đều như một cá thể sống, có hang ẩm ướt, có hang khô ráo, có hang sâu, có hang nông. Có hang thẳng đứng, có hang nằm ngang, mỗi trải nghiệm đều mới mẻ và đầy bất ngờ. Đam mê này cũng dẫn cô đến với con đường nghiên cứu với học vị tiến sĩ về khoa học cổ khí hậu tại Đại học Bristol, nơi cô phát hiện rằng các hang động chính là cánh cửa dẫn về quá khứ khí hậu, lưu giữ những khoáng vật speleothem có thể kể lại câu chuyện của hàng trăm nghìn năm trước.

Vào một buổi tối năm 2008, trong một buổi gặp mặt với hội nghiên cứu hang động, Moseley tình cờ gặp Charlie Self, một nhà thám hiểm dày dặn kinh nghiệm. Self kể cho cô nghe về một hang động xa xôi ở Greenland, được chụp ảnh lần đầu vào năm 1958 bởi hai nhà địa chất người Mỹ khi họ đang thực hiện một chuyến bay trinh sát qua miền bắc Greenland: Hang Wulff Land, được đặt theo tên của nhà thám hiểm Thụy Điển thế kỷ 19 Thorild Wulff. Cửa hang rộng lớn nằm lơ lửng trên vách đá dựng đứng như một pháo đài cổ. Thông tin này ngay lập tức khơi gợi trí tưởng tượng của Moseley. 

Hành trình chinh phục Wulff Land của Moseley bắt đầu từ năm 2008

Tuy nhiên, điều quan trọng là chưa từng có ai đặt chân vào đó và điều này thúc đẩy Moseley không ngừng say mê với câu chuyện cổ tích, tưởng tượng một ngày cô là người đầu tiên khám phá hang động đó. Suốt 15 năm, cô luôn băn khoăn cùng một loạt câu hỏi: Nó lớn đến mức nào? Nó sâu bao nhiêu? Những kho báu khoa học nào đang ẩn giấu bên trong? Trong buổi gặp gỡ đó, Self cũng chia sẻ với cô một tập tài liệu gồm báo cáo của các nhà địa chất, bản đồ, thông tin ông thu thập được về quá trình tổ chức một chuyến thám hiểm, cùng với thời điểm lý tưởng để thực hiện nó: khoảng thời gian ngắn ngủi của mùa hè.

Nhưng mãi sau khi Moseley có được một vị trí nghiên cứu tại Đại Học Innsbruck, cô mới thật sự nghiêm túc suy nghĩ về việc thực hiện chuyến thám hiểm đó. Tuy nhiên, hang Wulff Land tại thời điểm đó có vẻ vẫn nằm ngoài tầm với. Nhưng thông tin về những hang động khác ở phía đông bắc Greenland, nơi dễ tiếp cận hơn có chứa những lớp đá chảy dày khoảng 10 cm, được hình thành từ các tinh thể calcite thô trên nền một trong những hang động, phía trên là “những gốc nhũ đá bị gãy.” là bằng chứng cho thấy những hang động ở Greenland thực sự có chứa speleothem để thí nghiệm. Nhưng trước tiên, Moseley phải tìm được cách đến đó. 

Chuyến đi đầu tiên đầy gian nan

Moseley đã lên một kế hoạch táo bạo: khám phá Hang Wulff Land và những hang động tương tự, đồng thời mang về những mẫu đá từ bên trong để nghiên cứu. Để thực hiện, cô đã nộp đơn xin các khoản tài trợ nhỏ và liên hệ với những nhà tài trợ tiềm năng. Cuối cùng, tổng cộng 59 nhà tài trợ cá nhân và tổ chức, bao gồm cả Hiệp hội National Geographic, đã cung cấp số tiền cần thiết, khoảng 125.000 đô la. Sau nhiều tháng tổ chức, vào tháng 7 năm 2015, Moseley cùng đội thám hiểm của mình bắt đầu chuyến hành trình: Robbie Shone, bạn đời của Moseley cũng là nhiếp ảnh gia của chuyến hành trình này, cùng với chuyên gia leo núi kỹ thuật Chris Blakeley. 

Nhóm thám hiểm của Gina Moseley

Họ khởi đầu bằng một chuyến bay đến đường băng gần Hồ Centrum ở đông bắc Greenland, mang theo lều trại, lương thực, và một chiếc thuyền phao nhỏ. Khi máy bay rời đi, để lại họ một mình giữa vùng đất băng giá cùng với kế hoạch di chuyển qua vùng hoang dã Bắc Cực khắc nghiệt.

Vượt qua mặt hồ băng, họ dựng trại tại một vùng đất hoang vu. Và từ đó, hành trình thực sự bắt đầu. Ba ngày di chuyển qua những địa hình hiểm trở, không khí lạnh thấu xương cùng những đám mây muỗi dai dẳng không ngớt. Mỗi bước chân là một thử thách cực hạn dù các thành viên đã tham gia huấn luyện thể lực cho chuyến đi. Điểm thiếu sót là họ không chuẩn bị cho sự bao la của cảnh quan. Địa hình lừa mắt đến mức những con sông nhỏ cũng mất nửa ngày mới vượt qua được.

Trong chuyến đi năm 2015, nhóm của Moseley đã đi qua những dốc đứng đầy nguy hiểm 

Để tiếp cận những hang động ở độ cao lớn, nhóm phải đi qua những đường rìa hẹp bằng dây thừng 

Cuối cùng, nhóm thám hiểm của Moseley đã khám phá được 26 hang động, trong đó có nhiều hang chưa từng được biết đến. Họ thu thập 16 mẫu speleothem quý giá—những mẫu vật mang trong mình câu chuyện của thời gian. Những mẫu vật này sau đó đã tiết lộ lịch sử khí hậu từ nửa triệu năm trước, thời kỳ mà Greenland từng ấm áp và ẩm ướt hơn rất nhiều.

Khám phá Wulff Land vào năm 2023

Chuyến đi đầu tiên tuy được coi là khá thành công, nhưng với Moseley thì giấc mơ về hang Wulff Land vẫn còn dang dở. Sau nhiều năm chuẩn bị cùng với những cột mốc quan trọng như sinh con gái, chờ đợi các đợt phong toả vì COVID-19 ngừng lại cùng với việc gây quỹ cho chuyến đi, vào tháng 7 năm 2023, Moseley và đội của mình quay lại Greenland từ Iceland, lần này với hy vọng chạm đến cánh cửa lịch sử. Họ bay đến Wulff Land, hạ cánh nơi cách hang động lớn khoảng 48km cùng với một cụm hang khác mà họ đã xác định từ trước. Kế hoạch của họ là sử dụng trực thăng để di chuyển qua lại giữa trại chính và các vách đá, cho phép họ khám phá toàn bộ khu vực. Nhưng để thực hiện được kế hoạch này, thời tiết cần phải ổn định.

Lớp tuyết mỏng bao phủ thung lũng ở Wulff Land, nơi nhóm đặt trại cơ sở. Thời tiết ở đây rất khắc nghiệt với gió mạnh, tầm nhìn kém, tuyết rơi. 

Chiếc trực thăng hạ cánh trên đỉnh vách đá, phóng tầm mắt là quang cảnh hoang sơ của Greenland. Hướng về phía nam, một hồ nước đóng băng trải dài hàng dặm, dần dần nhường chỗ cho những cao nguyên nâu xám, bị ngắt quãng bởi những dải băng trắng lóa ở phía xa. Ở hướng ngược lại, khoảng 900 km bên kia chân trời, là Bắc Cực. Thời tiết khá ôn hòa, chỉ nhỉnh hơn mức đóng băng một chút. Đây là một điều kiện thật sự hoàn hảo vì trên thực tế, cơn bão có thể ập đến bất kỳ lúc nào, mang theo gió mạnh và sương mù dày đặc. Nếu điều đó xảy ra, họ sẽ phải rời đi ngay lập tức hoặc đối mặt với nguy cơ bị mắc kẹt ở một trong những nơi xa xôi và khắc nghiệt nhất trên Trái Đất. Moseley và nhóm của mình đang đứng trên lằn ranh mong manh giữa thảm họa và khám phá vĩ đại.

Trước khi thực hiện, nhóm đã xác định một số hang khả thi cho việc khám phá, bao gồm hang WUL-3 trong hình. Hang này có lối đi phủ đầy băng dày và khu vực đá lộ ra

Khi đu dây xuống để tiến vào cửa hang, họ choáng ngợp trước không gian rộng lớn như một nhà thờ đá khổng lồ với trần hang cao ít nhất 40 mét cùng những con chim làm tổ bên trong hang bay lượn trên đầu họ. Một hồ băng màu ngọc lam, những tảng đá khổng lồ và các lớp băng trắng bao phủ khắp nơi. Đứng ở đây, theo Moseley kể lại, là họ thật sự nhỏ bé so với sự vĩ đại của tự nhiên. Nhưng niềm vui nhanh chóng nhường chỗ cho thất vọng khi họ không tìm thấy bất kỳ mẫu speleothem nào. Có lẽ những lớp đá quý giá ấy đã bị nghiền nát bởi những tảng đá rơi xuống từ trần hang.

Moseley ghi lại một số thông tin trong hang Keyhole, một trong những địa điểm cuối cùng được khám phá trong chuyến đi này.

Mẫu đá được thu thập trong chuyến đi năm 2023, có thể chứa dấu vết khoáng vật kéo dài hàng trăm, thậm chí hàng triệu năm 

Tuy nhiên, với cụm hang khác đã được xác định từ trước, họ tiến hành thu thập những mẫu vật hiếm hoi. Sau khi trở về từ Wulff Land, nhóm đã thực hiện phân tích các mẫu speleothem họ thu thập được trong các chuyến thám hiểm vào năm 2015 và 2019. Các phương pháp xác định niên đại mà phòng thí nghiệm của Moseley thường sử dụng chỉ có thể đo đến khoảng 600.000 năm trước, nhưng cô đã tìm được một phòng thí nghiệm ở Trung Quốc sử dụng một phương pháp có thể xác định niên đại xa hơn rất nhiều. Sau khi phân tích, các nhà khoa học phát hiện rằng, những mẫu vật ấy hình thành từ hàng triệu năm trước, trong một thời kỳ mà mức CO₂ trong khí quyển tương tự như ngày nay. Điều này gợi lên một thực tế đáng lo ngại: nếu những điều kiện như hiện tại đã từng dẫn đến sự tan chảy và biến đổi lớn như vậy trong quá khứ, thì viễn cảnh tương lai của Greenland và Trái Đất có thể còn khốc liệt hơn rất nhiều. 

Nhìn về tương lai

Thực tế thì, khi đọc câu chuyện này, mình nghĩ rằng cái Moseley thu được không phải là những mẫu vật quý giá mà cả một hành trình của sự kiên trì và can đảm bước ra khỏi vùng an toàn, đi vào những nơi chưa được khám phá. Ngoài ra, hành trình ấy, kết hợp với các mẫu speleothem mà các nhà khoa học phân tích, cho thấy rằng quá khứ luôn chứa đựng những thông tin để loài người chuẩn bị cho tương lai. Nếu CO₂ đạt mức như quá khứ, những hậu quả như sự tan chảy băng, biến đổi khí hậu nghiêm trọng là điều khó tránh khỏi. 

Hiện tại, việc nghiên cứu các mẫu vật thu thập trong chuyến đi vào năm 2023 vẫn đang được tiếp tục, và Moseley hy vọng rằng chúng cũng sẽ tiết lộ những hiểu biết sâu sắc hơn về quá khứ của Greenland. Nhưng việc những kết quả từ các năm 2015 và 2019 thực sự phấn khích hứa hẹn những phát hiện mới với từ chuyến đi vào năm 2023, để các nhà khoa học có thể học hỏi về về trạng thái của khí hậu Bắc Cực trong những điều kiện đó để hiểu rõ hơn về tương lai.