77% khu vực ven biển bị đe dọa bởi sự xâm mặn – Chúng ta ở thang độ nào?

Nước mặn đang xâm lấn này sẽ khiến nhiều nguồn nước ngọt không thể uống được, gây hại cho hệ sinh thái và đe dọa cơ sở hạ tầng, đặc biệt là ở những vùng trũng thấp như Đông Nam Á, Vịnh Mexico và bờ đông nước Mỹ.

Sự xâm nhập của nước mặn: Mối đe dọa ngày càng tăng đối với các tầng chứa nước ven biển

Theo một nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực (JPL) của NASA ở Nam California, đến năm 2100, nước biển dự kiến sẽ xâm nhập vào nguồn cung cấp nước ngọt ngầm ở khoảng 75% các khu vực ven biển trên toàn thế giới. Sự xâm nhập này có thể khiến nước ở nhiều tầng chứa nước ven biển không thể uống được và không phù hợp để tưới tiêu, đồng thời gây hại cho hệ sinh thái và ăn mòn cơ sở hạ tầng.

Quá trình này, được gọi là xâm nhập nước mặn, xảy ra trong lòng đất bên dưới bờ biển nơi nước ngọt và nước biển tự nhiên gặp nhau và cân bằng với nhau. Lượng mưa trên đất liền bổ sung hoặc nạp lại các tầng chứa nước ngầm ven biển thường là các lớp đá và đất ngầm chứa nước ngọt… thường chảy về phía đại dương. Đồng thời, nước biển, do áp suất của đại dương, bị đẩy vào phi đất liền. Mặc dù có một số sự pha trộn trong vùng chuyển tiếp nơi hai thứ này gặp nhau, nhưng sự cân bằng của các lực lý hóa thường giữ cho nước ngọt ở một bên và nước mặn ở bên kia.

Hiện nay, hai tác động của biến đổi khí hậu đang làm thay đổi cán cân theo hướng có lợi cho nước mặn. Được thúc đẩy bởi sự nóng lên của Trái đất, mực nước biển dâng cao đang khiến các bờ biển lấn sâu vào đất liền và làm tăng lực đẩy nước mặn vào đất liền. Đồng thời, quá trình nạp nước ngầm diễn ra chậm hơn do lượng mưa ít hơn và kiểu thời tiết ấm hơn, đang làm suy yếu lực ngăn nhiễm mặn của nước ngọt ngầm ở một số khu vực.

Bản đồ xâm nhập nước mặn trên toàn thế giới

Nghiên cứu được công bố gần đây trên Geophysical Research Letters đã đánh giá hơn 60.000 lưu vực ven biển (khu vực đất đai dẫn và thoát toàn bộ lượng mưa hay tuyết tan từ một khu vực vào một lối thoát chung) trên khắp thế giới, lập bản đồ về cách lượng nước ngầm giảm và mực nước biển dâng sẽ góp phần vào quá trình xâm nhập nước mặn như thế nào, đồng thời ước tính tác động ròng của chúng.

Xem xét riêng hai yếu tố này, các tác giả của nghiên cứu nhận thấy rằng đến năm 2100, riêng mực nước biển dâng cao sẽ có xu hướng đẩy nước mặn vào đất liền ở 82% lưu vực ven biển được nghiên cứu. Vùng chuyển tiếp ở những nơi đó sẽ dịch chuyển một khoảng cách tương đối khiêm tốn: không quá 200 mét so với vị trí hiện tại. Các khu vực dễ bị tổn thương bao gồm các vùng trũng thấp như Đông Nam Á, bờ biển quanh Vịnh Mexico và phần lớn Bờ biển phía đông nước Mỹ.

Bản đồ xâm mặn ở các khu vực ven biển trong tương lai

Trong khi đó, quá trình bổ sung nước chậm hơn sẽ gây ra tình trạng xâm nhập nước mặn ở 45% lưu vực ven biển được nghiên cứu. Ở những khu vực này, vùng chuyển tiếp sẽ di chuyển sâu hơn vào đất liền so với mực nước biển dâng — có thể lên tới 1.200 mét ở một số nơi. Các khu vực bị ảnh hưởng nhiều nhất bao gồm Bán đảo Ả Rập, Tây Úc và bán đảo Baja California của Mexico. Ở khoảng 42% lưu vực ven biển, lượng nước ngầm bổ sung sẽ tăng lên, có xu hướng đẩy vùng chuyển tiếp về phía đại dương và ở một số khu vực sẽ khắc phục được tác động của tình trạng xâm nhập mặn do mực nước biển dâng.

Theo nghiên cứu, do tác động kết hợp của những thay đổi về mực nước biển và lượng nước ngầm bổ sung, tình trạng xâm nhập mặn sẽ xảy ra vào cuối thế kỷ ở 77% lưu vực ven biển được đánh giá.

Chiến lược quản lý để giảm thiểu tình trạng xâm nhập

Nhìn chung, tốc độ bổ sung nước ngầm sẽ quyết định mức độ xâm nhập mặn vào đất liền, trong khi mực nước biển dâng sẽ quyết định mức độ lan rộng của tình trạng này trên toàn thế giới. Nhà khoa học về nước ngầm Kyra Adams tại JPL và là tác giả chính của bài báo cho biết: “Tùy thuộc vào nơi bạn ở và yếu tố nào chiếm ưu thế, bạn phải thay đổi cách đối phó”.

Ví dụ, nếu lượng nước ngầm thấp là lý do chính khiến tình trạng xâm nhập xảy ra ở một khu vực, các quan chức ở đó có thể giải quyết bằng cách bảo vệ tài nguyên nước ngầm. Mặt khác, nếu mối quan tâm lớn hơn là mực nước biển dâng sẽ làm bão hòa tầng chứa nước, các quan chức có thể chuyển hướng nước ngầm ra chỗ khác.

Nỗ lực toàn cầu và khuôn khổ nhất quán

Nghiên cứu này được NASA và Bộ Quốc phòng Mỹ (DOD) cùng tài trợ, đồng thời là một phần trong nỗ lực đánh giá mực nước biển dâng sẽ ảnh hưởng như thế nào đến các cơ sở ven biển và cơ sở hạ tầng khác của quân đội Mỹ. Nghiên cứu sử dụng thông tin về lưu vực được thu thập trong HydroSHEDS (một cơ sở dữ liệu do Quỹ Động vật hoang dã Thế giới quản lý) dựa trên các quan sát từ Tàu con thoi của NASA. Để ước tính khoảng cách xâm nhập của nước mặn vào năm 2100, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô phỏng có tính đến lượng nước ngầm được bổ sung, mực nước ngầm dâng, mật độ nước ngọt và nước mặn và cả việc di cư ven biển do mực nước biển dâng, cùng với các biến số khác.

Đồng tác giả nghiên cứu là Ben Hamlington, một nhà khoa học về khí hậu tại JPL và là đồng lãnh đạo Nhóm nghiên cứu về biến đổi mực nước biển của NASA. Hamlington cho biết bức tranh toàn cầu tương tự như những gì các nhà nghiên cứu thấy về tình trạng ngập lụt ven biển: "Khi mực nước biển dâng cao, nguy cơ ngập lụt ở khắp mọi nơi đều tăng lên. Với sự xâm nhập của nước mặn, chúng ta thấy rằng mực nước biển dâng cao đang làm tăng mối nguy cơ bản đối với những thay đổi trong quá trình bổ sung nước ngầm vốn cũng là một yếu tố nghiêm trọng".

Theo Hamlington, một khuôn khổ thống nhất trên toàn cầu nắm bắt được tác động của khí hậu cục bộ là rất quan trọng đối với các quốc gia không đủ khả năng để tự tạo ra khuôn khổ. Hamlington giải thích: "Những quốc gia có ít tài nguyên nhất là những quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi mực nước biển dâng cao và biến đổi khí hậu. Do đó, cách tiếp cận này có thể mang lại hiệu quả lâu dài cho tất cả".

Anh Tú