The Last March of the Emperor Penguins
A. The emperor penguin is an impossible bird. It breeds in the middle of winter in some of the coldest places on Earth, surviving temperatures as low as -50°C and hurricane-force winds. In March or April, just as the Antarctic winter begins, the birds waddle across the sea ice to their colonies, where they mate. After the egg is laid, the females head back to sea to feed, leaving the males behind to incubate it. By the time the females return in July or August, when the eggs hatch, the males will have spent almost four months huddling together in the bitter cold without eating, losing half of their body weight. This extraordinary lifestyle has made the emperors famous. They have even been held up as role models by evangelical Christians. But these breathtaking birds will soon have to face the one thing they haven’t evolved to cope with: warmth. Fast-forward a few decades, and many colonies will be on the road to extinction. Are we witnessing the last march of the emperor penguins?
Chim cánh cụt hoàng đế là một loài chim không tưởng. Nó sinh sản vào giữa mùa đông ở một số nơi lạnh nhất trên Trái đất, sống sót qua nhiệt độ thấp tới -50°C và những cơn gió mạnh cấp bão. Vào tháng 3 hoặc tháng 4, ngay khi mùa đông Nam Cực bắt đầu, những con chim lạch bạch băng qua băng biển đến các thuộc địa của chúng, nơi chúng giao phối. Sau khi trứng được đẻ ra, con cái quay trở lại biển để kiếm ăn, để con đực ở lại ấp trứng. Vào thời điểm con cái trở lại vào tháng 7 hoặc tháng 8, khi trứng nở, con đực sẽ phải trải qua gần bốn tháng túm tụm lại với nhau trong cái lạnh buốt giá mà không ăn gì, mất đi một nửa trọng lượng cơ thể. Lối sống phi thường này đã khiến những con chim hoàng đế trở nên nổi tiếng. Chúng thậm chí còn được những người theo đạo Thiên chúa giáo phái Phúc âm coi là hình mẫu. Nhưng những con chim ngoạn mục này sẽ sớm phải đối mặt với một điều mà chúng chưa tiến hóa để đối phó: sự ấm lên. Tua nhanh vài thập kỷ, và nhiều thuộc địa sẽ trên đà tuyệt chủng. Liệu chúng ta có đang chứng kiến cuộc hành quân cuối cùng của chim cánh cụt hoàng đế?
B. Finding out what’s going on with emperor penguins is a huge challenge as almost all of their colonies are exceedingly difficult to get to. In fact, it was only this year that the first global census of the birds was published, based on an automated analysis of satellite images by the British Antarctic Survey. This revealed four previously unknown colonies, bringing the total to 46 (see map), and put the number of adults at 600,000, nearly double earlier estimates. That might sound like good news, but it’s impossible to say whether the overall number of birds is rising or falling. “It’s simply that we now have a better method to find them—remote sensing,” says team member Phil Trathan.
Việc tìm hiểu xem chuyện gì đang xảy ra với chim cánh cụt hoàng đế là một thách thức to lớn vì gần như tất cả các thuộc địa của chúng đều cực kỳ khó tiếp cận. Trên thực tế, chỉ mới năm nay, cuộc điều tra dân số toàn cầu đầu tiên về loài chim này mới được công bố, dựa trên phân tích tự động các hình ảnh vệ tinh của Cơ quan Khảo sát Nam Cực Anh. Điều này đã tiết lộ bốn thuộc địa chưa từng được biết đến trước đây, nâng tổng số lên 46 (xem bản đồ), và đưa số lượng con trưởng thành lên 600.000, gần gấp đôi so với các ước tính trước đó. Điều đó nghe có vẻ là tin tốt, nhưng không thể nói liệu tổng số lượng chim đang tăng hay giảm. “Đơn giản là bây giờ chúng ta có một phương pháp tốt hơn để tìm ra chúng—viễn thám,” thành viên nhóm Phil Trathan nói.
C. By far the most comprehensive insight into the highs and lows of emperor populations comes from just one colony, which happens to be next to the Dumont d’Urville research station on the Adélie coast of Antarctica. “After a snowstorm, they can see how many eggs have got frozen, and how many chicks have died,” says biologist Stephanie Jenouvrier of the Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, who studies the birds. This relatively small colony of 2500 birds featured in the 2005 blockbuster documentary March of the Penguins.
Cho đến nay, cái nhìn sâu sắc toàn diện nhất về những thăng trầm của quần thể chim hoàng đế đến từ chỉ một thuộc địa, tình cờ nằm ngay cạnh trạm nghiên cứu Dumont d’Urville trên bờ biển Adélie của Nam Cực. “Sau một trận bão tuyết, họ có thể thấy bao nhiêu quả trứng đã bị đóng băng, và bao nhiêu con non đã chết,” nhà sinh vật học Stephanie Jenouvrier của Viện Hải dương học Woods Hole ở Massachusetts, người nghiên cứu loài chim này, cho biết. Thuộc địa tương đối nhỏ này với 2.500 con chim đã xuất hiện trong bộ phim tài liệu bom tấn năm 2005 March of the Penguins.
D. The Dumont d’Urville emperors have been closely monitored since 1962. During the 1970s and early 80s, the average winter temperature was -14.7°C, compared with a more typical -17.3°C. This “warm spell” reduced the extent of winter sea ice by around 11 per cent—and the penguin population by half. “When sea ice decreased, it caused strong mortality of emperor penguins,” says Jenouvrier. Why are emperors so sensitive to changes in sea ice? Well to start with, most never set foot on land. They aren’t agile enough to scale the steep rocks and ice precipices that guard most of Antarctica’s shoreline. All but two of the 46 colonies are on fast ice—sea ice stuck fast to the shore. So if the sea ice forms late or breaks up early, it won’t last for the eight months or so these large birds need to breed and raise chicks.
Những con chim hoàng đế ở Dumont d’Urville đã được giám sát chặt chẽ từ năm 1962. Trong những năm 1970 và đầu những năm 80, nhiệt độ trung bình mùa đông là -14,7°C, so với mức điển hình hơn là -17,3°C. “Đợt nóng” này đã làm giảm phạm vi băng biển mùa đông khoảng 11 phần trăm—và dân số chim cánh cụt giảm một nửa. “Khi băng biển giảm, nó gây ra tỷ lệ tử vong mạnh ở chim cánh cụt hoàng đế,” Jenouvrier nói. Tại sao chim hoàng đế lại nhạy cảm với những thay đổi của băng biển đến vậy? Chà, để bắt đầu, hầu hết chúng không bao giờ đặt chân lên đất liền. Chúng không đủ nhanh nhẹn để leo lên những vách đá dốc và vách băng dựng đứng bảo vệ hầu hết đường bờ biển của Nam Cực. Tất cả trừ hai trong số 46 thuộc địa đều nằm trên băng dính liền bờ (fast ice)—băng biển dính chặt vào bờ. Vì vậy, nếu băng biển hình thành muộn hoặc tan vỡ sớm, nó sẽ không kéo dài trong tám tháng hoặc lâu hơn mà những con chim lớn này cần để sinh sản và nuôi con non.
E. “Early break-up of sea ice can cause catastrophic breeding failure,” says Trathan. Emperors live around 20 years, so colonies can survive a few bad breeding seasons, but persistent changes can be disastrous. What’s more, emperors moult every year in January or February. The birds would freeze to death if they tried to swim during the 30 or so days it takes to grow new feathers, so they must find ice floes to shelter on that are large enough to survive this period. This may be an even more demanding period in the emperors’ lives than the winter, because they have little time to fatten themselves up beforehand. “The adults are reliant on stable sea ice for moulting, and for me, that’s the greatest concern,” says Gerald Kooyman of Scripps Institution of Oceanography, one of the world’s leading emperor penguin biologists. “They don’t have any options. They have to moult.”
“Việc băng biển tan vỡ sớm có thể gây ra thất bại sinh sản thảm khốc,” Trathan nói. Chim hoàng đế sống khoảng 20 năm, vì vậy các thuộc địa có thể sống sót qua một vài mùa sinh sản tồi tệ, nhưng những thay đổi dai dẳng có thể là tai họa. Hơn nữa, chim hoàng đế thay lông hàng năm vào tháng 1 hoặc tháng 2. Những con chim sẽ chết cóng nếu chúng cố gắng bơi trong khoảng 30 ngày cần thiết để mọc lông mới, vì vậy chúng phải tìm những tảng băng trôi để trú ẩn đủ lớn để tồn tại qua giai đoạn này. Đây có thể là một giai đoạn thậm chí còn khắt khe hơn trong cuộc đời của chim hoàng đế so với mùa đông, bởi vì chúng có ít thời gian để vỗ béo trước đó. “Con trưởng thành phụ thuộc vào băng biển ổn định để thay lông, và đối với tôi, đó là mối lo ngại lớn nhất,” Gerald Kooyman của Viện Hải dương học Scripps, một trong những nhà sinh vật học chim cánh cụt hoàng đế hàng đầu thế giới, cho biết. “Chúng không có bất kỳ lựa chọn nào khác. Chúng bắt buộc phải thay lông.”
F. Last, but not least, the source of much of the penguins’ energy, directly or indirectly, is krill—and krill also depend on sea ice. Young krill shelter and feed under it. “The sea ice is the basis of the Antarctic ecosystem,” says Jenouvrier. For now, there is still plenty of sea ice. In fact, the extent of Antarctic sea ice in winter has increased slightly over the last 30 years. This has been caused by stronger winds blowing sea ice further away from the land, with more ice forming in the open water exposed by this movement. The stronger winds are thought to be a consequence of ozone loss, rather than global warming.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, nguồn năng lượng chính của chim cánh cụt, trực tiếp hoặc gián tiếp, là nhuyễn thể—và nhuyễn thể cũng phụ thuộc vào băng biển. Nhuyễn thể non trú ẩn và kiếm ăn dưới đó. “Băng biển là nền tảng của hệ sinh thái Nam Cực,” Jenouvrier nói. Hiện tại, vẫn còn rất nhiều băng biển. Trên thực tế, phạm vi băng biển Nam Cực vào mùa đông đã tăng nhẹ trong 30 năm qua. Điều này được gây ra bởi những cơn gió mạnh hơn thổi băng biển ra xa đất liền hơn, với nhiều băng hơn hình thành trong vùng nước mở bị lộ ra bởi sự di chuyển này. Những cơn gió mạnh hơn được cho là hậu quả của việc mất tầng ozone, thay vì sự nóng lên toàn cầu.
G. But unlike the Arctic Ocean, where thick sea ice used to survive from year to year, in Antarctica almost all the sea ice melts every year. That means the extent of winter sea ice changes rapidly in response to any change in conditions. This can be seen around the rapidly warming Antarctic Peninsula, where winter sea ice extent is falling 1 or 2 per cent each year. Here one small emperor colony, on the Dion Islands, has already died out. When it was discovered in 1948 it was home to 300 adults. By 1999, just 40 remained and 10 years later they were all gone. Though no one knows for sure what caused the colony’s demise, it coincided with a decline in the duration of winter sea ice. On the peninsula, populations of the other Antarctic native penguins, the Adélie and chinstrap, are also plummeting, probably because of the changing environment and declining krill. Matters haven’t been helped by an invasion of nonnative gentoo penguins, and other species like the king and macaroni penguins could follow.
Nhưng không giống như Bắc Băng Dương, nơi băng biển dày thường tồn tại từ năm này qua năm khác, ở Nam Cực gần như tất cả băng biển đều tan chảy mỗi năm. Điều đó có nghĩa là phạm vi băng biển mùa đông thay đổi nhanh chóng để đáp ứng với bất kỳ thay đổi nào về điều kiện. Điều này có thể được nhìn thấy xung quanh Bán đảo Nam Cực đang nóng lên nhanh chóng, nơi phạm vi băng biển mùa đông đang giảm 1 hoặc 2 phần trăm mỗi năm. Tại đây, một thuộc địa chim hoàng đế nhỏ, trên Quần đảo Dion, đã chết hết. Khi được phát hiện vào năm 1948, nó là nhà của 300 con trưởng thành. Đến năm 1999, chỉ còn lại 40 con và 10 năm sau chúng đã biến mất hoàn toàn. Mặc dù không ai biết chắc chắn nguyên nhân gây ra sự sụp đổ của thuộc địa, nhưng nó trùng hợp với sự suy giảm thời lượng của băng biển mùa đông. Trên bán đảo, quần thể của các loài chim cánh cụt bản địa Nam Cực khác, Adélie và chinstrap (quai mũ), cũng đang lao dốc, có lẽ do môi trường thay đổi và nhuyễn thể suy giảm. Vấn đề không được cải thiện bởi sự xâm lấn của loài chim cánh cụt gentoo không bản địa, và các loài khác như chim cánh cụt vua và macaroni có thể sẽ theo sau.
H. What’s happening on the peninsula today could be happening all around Antarctica in the decades to come. “With a doubling of greenhouse gas concentrations over the next century, we estimate that the extent of Antarctic sea ice would decrease by about one third,” says John Turner, a climatologist with the British Antarctic Survey. Earlier this year the emperor penguin was added to the IUCN’s Red List for species threatened with extinction in the near future—“near” meaning in a century or two. When Jenouvrier’s team used the observations at Dumont d’Urville to predict what will happen as the continent warms, they concluded that the colony is likely to decline by 81 per cent by 2100 and be heading towards extinction.
Những gì đang xảy ra trên bán đảo ngày nay có thể xảy ra xung quanh Nam Cực trong những thập kỷ tới. “Với sự gia tăng gấp đôi nồng độ khí nhà kính trong thế kỷ tới, chúng tôi ước tính rằng phạm vi băng biển Nam Cực sẽ giảm khoảng một phần ba,” John Turner, một nhà khí hậu học của Cơ quan Khảo sát Nam Cực Anh, cho biết. Đầu năm nay, chim cánh cụt hoàng đế đã được thêm vào Sách Đỏ của IUCN cho các loài bị đe dọa tuyệt chủng trong tương lai gần—“gần” có nghĩa là trong một hoặc hai thế kỷ. Khi nhóm của Jenouvrier sử dụng các quan sát tại Dumont d’Urville để dự đoán điều gì sẽ xảy ra khi lục địa ấm lên, họ kết luận rằng thuộc địa này có khả năng giảm 81 phần trăm vào năm 2100 và đang hướng tới sự tuyệt chủng.
I. That is in line with a 2010 study by a team including Jenouvrier and David Ainley of the California-based ecological consultants H. T. Harvey and Associates. It predicted that all emperor colonies north of 70 degrees latitude—about 35 per cent of the total population—would decline or disappear if the world warms by 2°C, although a few colonies south of 73 degrees might grow a little. This might not sound too bad, but both these studies are based on what increasingly appear to be overly optimistic assumptions. If we continue as we are, the global temperature will climb above 2°C before 2050, on course to a 5 or 6°C rise by 2100. “If the earth warms by 5 or 6 degrees, I can’t see that there’s going to be much sea ice left anywhere on Earth,” says Ainley. And if the sea ice vanishes, the emperor penguins will vanish too.
Điều đó phù hợp với một nghiên cứu năm 2010 của một nhóm bao gồm Jenouvrier và David Ainley của các nhà tư vấn sinh thái H. T. Harvey and Associates có trụ sở tại California. Nó dự đoán rằng tất cả các thuộc địa chim hoàng đế ở phía bắc vĩ độ 70 độ—khoảng 35 phần trăm tổng dân số—sẽ suy giảm hoặc biến mất nếu thế giới ấm lên 2°C, mặc dù một vài thuộc địa ở phía nam 73 độ có thể tăng trưởng một chút. Điều này nghe có vẻ không quá tệ, nhưng cả hai nghiên cứu này đều dựa trên những gì ngày càng có vẻ là những giả định quá lạc quan. Nếu chúng ta tiếp tục như hiện tại, nhiệt độ toàn cầu sẽ leo lên trên 2°C trước năm 2050, trên đà tăng 5 hoặc 6°C vào năm 2100. “Nếu trái đất ấm lên 5 hoặc 6 độ, tôi không thể thấy rằng sẽ còn nhiều băng biển sót lại ở bất cứ đâu trên Trái đất,” Ainley nói. Và nếu băng biển biến mất, chim cánh cụt hoàng đế cũng sẽ biến mất.