Biển chi phối khí hậu toàn cầu
- Nội dung phát hiện: Thông qua khối lượng lớn nhiệt lượng tỏa ra và sức hút nước, biển chi phối đến khí hậu và thời tiết trên toàn cầu.
- Người phát minh: Benjamin Franklin.
Tại sao phát hiện ra sự ảnh hưởng của biển đối với khí hậu toàn cầu lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?
Dòng chảy từ vịnh Mexico qua Đại Tây Dương đến châu Âu là một trong những dòng hải lưu quan trọng nhất thế giới. Đó được coi là một máy phát nhiệt khổng lồ mang hơi ấm đến cho cả châu Âu. Dòng chảy này đã dẫn đường cho mô hình khám phá đại dương và hình thức buôn bán qua lại, hay nó có thể là nhân tố quyết định dẫn đến sự bắt đầu kỷ Băng hà. Điểm đáng lưu ý cuối cùng là dòng chảy đó là chìa khóa để lý giải mô hình lưu thông dòng chảy toàn cầu và sự ảnh hưởng qua lại giữa các đại dương, thời tiết và khí hậu trên trái đất.
Nhà chính trị, nhà phát minh đồng thời là nhà khoa học người Mỹ Franklin là người đầu tiên tiến hành nghiên cứu khoa học về dòng chảy Mexico, và ông đã phát hiện ra tầm quan trọng của nó đối với thời tiết và khí hậu trên trái đất. Kết quả nghiên cứu của ông đã làm dấy lên một trào lưu nghiên cứu khoa học, các nhà khoa học ra sức tiến hành nghiên cứu tác dụng qua lại giữa đại dương, nhiệt độ nước biển, hải lưu và gió, họ cũng nghiên cứu về sự ảnh hưởng của các dòng chảy đối với khí hậu. Phát hiện của Franklin đã đánh dấu sự mở đầu cho ngành hải dương học hiện đại.
Ảnh hưởng của biển đối với khí hậu trên trái đất đã được phát hiện ra như thế nào?
Benjamin Franklin đã vẽ ra bản đồ dòng hải lưu Mexico với mục đích để đẩy nhanh sự vận chuyển lưu thông hàng hóa qua Đại Tây Dương, nhưng trong quá trình đó ông lại tình cờ khám phá ra các đại dương là nhân tố chủ yếu có ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu toàn cầu.
Bề mặt của các dòng chảy đã được chú ý đến đầu tiên bởi các thủy thủ Nauy cổ khi họ lênh đênh trên Đại Tây Dương rộng lớn. Colombo và Ponce de Leon đã miêu tả dòng chảy Mexico nằm dọc theo bờ biển Florida và ở phần eo biển giữa Florida và Cuba. Trải qua vài trăm năm sau đó, người ta vẫn chú ý đến dòng chảy của bắc Đại Tây Dương nhưng không có ai vẽ ra bản đồ dòng chảy hay đánh dấu nơi đó trên bản đồ, cũng không có một ai liên hệ phát hiện của mình với hệ thống của các dòng chảy khổng lồ.
Năm 1769, các quan chức người Anh tại Boston đã gửi thư về Luân Đôn phàn nàn rằng các bưu thuyền của Anh (thuyền nhỏ chở khách và bưu kiện đến các vùng thuộc địa) đi qua Đại Tây Dương chậm mất hai tuần so với các thương thuyền của Mỹ. Khi đó Franklin là đại biểu của Mỹ tại Luân Đôn, ông nghe xong các báo cáo này và tỏ ra không tin, bởi vì các thuyền chở khách lướt trên mặt nước cao hơn, tốc độ sẽ rất nhanh, hơn nữa chúng còn được trang bị hiện đại hơn nhiều so với các thương thuyền to lớn chậm chạp đảo Rhode.
Có một lần, Franklin đã nhắc đến báo cáo đó với vị thuyền trưởng thương thuyền đảo Rhode chuyên phụ tránh dỡ hàng. Viên thuyền trưởng cho biết báo cáo đó hoàn toàn đúng sự thật, bởi vì những người bắt cá mập của đảo Rhode đã kể cho vị thuyền trưởng thương thuyền Mỹ nghe về dòng hải lưu Mexico: Đây là dòng chảy có tốc độ ba dặm Anh/giờ, dòng chảy đó luôn chảy về nước Anh theo hướng đông từ New York và New England, vì thế vị thuyền trưởng này mỗi khi cho thương thuyền đi theo hướng tây đều biết cách vòng qua phía nam hay phía bắc để tránh sự hung dữ của dòng chảy này.
Khi Franklin tra cứu tài liệu, ông đột nhiên phát hiện ra rằng tất cả các bản đồ hiện có đều không vẽ hình của dòng hải lưu Mexico, ngay cả tài liệu hướng dẫn đi biển của hải quân Anh cũng không có ghi chép. Ông bắt đầu hỏi thăm các nhà buôn và bị thuyền trưởng tàu bắt cá mập, ông ghi lại trên bản đồ và bản đồ biển các trải nghiệm của họ khi qua dòng hải lưu Mexico. Đặc biệt là những người bắt cá mập rất thông thuộc vùng hải lưu Mexico vì cá mập luôn tập trung ở vùng ven hải lưu.
Đến năm 1770, Franklin đã thu thập và vẽ ra được bản đồ miêu tả khá chi tiết về dòng hải lưu này nhưng hải quân Anh và thuyền trưởng lại không tin vào những tư liệu mà Franklin đã cung cấp. Năm 1773, tình hình giữa Anh và thuộc địa trở nên căng thẳng, do vậy Franklin đã không công bố phát hiện của mình cho người Anh.
Sau đó, mỗi lần đi qua Đại Tây Dương là Franklin lại tiến hành đo nhiệt độ nước biển một cách đều đặn. Cho đến trước năm 1783, ông đã tám lần qua Đại Tây Dương, và mỗi lần như vậy ông đều ghi lại cẩn thận trên bản đồ những tuyến đường tàu đi và nhiệt độ nước biển mà ông đo được.
Trong lần cuối cùng trên chuyến đi từ Mỹ đến Pháp, Franklin đã thuyết phục được thuyền trưởng cho tàu đi men theo dòng hải lưu Mexico. Cách làm như vậy đã làm giảm tốc độ của con tàu bởi vì tàu sẽ đi theo hình dích dắc, như vậy Franklin sẽ thuận lợi hơn khi đo được nhiệt độ cao hơn của phần nước bên trong dòng chảy và nhiệt độ thấp hơn của phần nước phía ngoài của dòng chảy, từ đó ông có thể xác định được ranh giới của dòng hải lưu này.
Thuyền trưởng còn cho phép Franklin đồng thời đo cả nhiệt độ trên bề mặt nước và nhiệt độ sâu dưới nước (độ sâu lần lượt là 20 và 40 dặm). Franklin là người đầu tiên tính đến độ sâu của dòng hải lưu(từ đó cho phép tính ra thể tích dòng hải lưu).
Franklin phát hiện ra dòng hải lưu Mexico đã mang một lượng nước biển ấm(nhiệt lượng) từ vùng nhiệt đới Caribbean đến Bắc Âu và khiến khí hậu ở đây trở nên ấm áp hơn. Ông bắt đầu nghiên cứu về sự ảnh hưởng qua lại của gió với dòng chảy và giữa dòng chảy với khí hậu. Ông đã công bố những số liệu thu thập được về hải lưu Mexico thông qua một luận văn ngắn và đơn giản, công bố này đã thu hút các nhà khoa học dành sự quan tâm chú ý đến dòng chảy của đại dương và sự ảnh hưởng của nó đối với khí hậu toàn cầu.
Năm 1814, nhà khoa học người Đức Alexander von Humboldt đã công bố những số liệu về hải lưu mà ông thu thập được trong suốt hơn 20 lần đo tính. Trước đó những ghi chép của Franklin luôn là những số liệu đầy đủ nhất, nghiên cứu của hai người đã đánh dấu sự khởi đầu của ngành Hải dương học hiện đại.
