Ghi nhận liên tục số liệu của 66 triệu năm vừa qua cho thấy những biến động khí hậu tự nhiên do sự thay đổi quỹ đạo của trái đất quanh mặt trời nhỏ hơn nhiều so với mức tăng nhiệt được dự báo cho tương lai do khí thải nhà kính gây ra.
Dưới đây là một bài viết của tác giả Tim Stephens ([email protected]) trên trang thông tin của Đại học California (phân nhánh Santa Cruz). Chúng tôi thấy nó quan trọng nên tiến hành chuyển ngữ và biên soạn cho các bạn Việt Nam đọc. Bài do Linh Nguyễn chuyển ngữ từ nguồn:
Lần đầu tiên các nhà khoa học khí hậu đã tổng hợp được một cơ sở dữ liệu ghi nhận liên tục với độ chính xác cao về những thay đổi của khí hậu trái đất trong suốt 66 triệu năm qua. Các dữ liệu này cho thấy bốn thời kỳ/trạng thái khí hậu riêng biệt, mà nhóm nghiên cứu đặt tên là Nhiệt Thất – Nóng Cực Độ (Hothouse), Noãn Thất – Ấm Nóng (Warmhouse), Lương Thất – Mát Mẻ (Coolhouse) và Băng Thất – Lạnh Cóng (Icehouse).
Các trạng thái khí hậu lớn này đã tồn tại trong hàng triệu hay đôi khi là hàng chục triệu năm, và ngay cả trong mỗi thời kỳ của trạng thái, khí hậu trái đất lại biểu hiện những biến thiên có nhịp điệu tương quan với những thay đổi của quỹ đạo của trái đất xung quanh mặt trời. Tuy nhiên mỗi trạng thái khí hậu có một phản hồi riêng đối với các dao động quỹ đạo, từ đó chỉ gây ra những thay đổi trong nhiệt độ trái đất tương đối nhỏ so với những thay đổi mạnh mẽ giữa các trạng thái khí hậu với nhau.
Những khám phá mới này, được công bố vào ngày 10 Tháng Chín trên tạp chí Science, là kết quả của quá trình cộng tác nghiên cứu kéo dài nhiều thập kỉ giữa các nhà khoa học đến từ khắp nơi trên thế giới. Thách thức của dự án này là xác định được những biến động của khí hậu trên một khung thời gian có khoảng chia độ đủ nhỏ để thấy được những dao động do biến thiên quỹ đạo của Trái Đất gây ra (nghĩa là độ lệch tâm của quỹ đạo Trái Đất quanh Mặt Trời, cũng như độ nghiêng và chuyển động của trục xoay Trái Đất.)
Ts. James Zachos giải thích:
“Ta đã biết từ lâu rằng khoảng cách giữa các chu kì băng hà-gian băng (glacial-interglacial cycles) được quyết định bởi những thay đổi trong quỹ đạo của Trái Đất, vì chúng làm thay đổi mức năng lượng của Mặt Trời đến được bề mặt Trái Đất, và các nhà thiên văn học từ xưa đã tính toán được những biến thiên quỹ đạo đó ngược về quá khứ”.
Ts. James Zachos là đồng tác giả nghiên cứu, giáo sư ưu tú bộ môn Khoa học Trái đất và Hành tinh (Earth and planetary sciences), cùng với giáo sư Ida Benson Lynn, chuyên ngành Sức khỏe Đại dương (Ocean Health) tại Đại học California – phân nhánh Santa Cruz.
Zachos nói tiếp:
“Khi tái hiện các hình thái khí hậu trong quá khứ, ta có thể quan sát những thay đổi lớn trong dài hạn một cách khá rõ nét. Ta cũng đã biết chắc rằng cũng có những biến thiên nhịp điệu giữa các khoảng thời gian nhỏ hơn do dao động quỹ đạo, khi mà trong một thời gian dài, giới khoa học đã cho rằng không thể nào tái hiện được các chỉ báo này. Giờ đây khi chúng tôi đã thành công trong việc ghi nhận biến thiên khí hậu tự nhiên, ta có thể thấy rằng MỨC TĂNG NHIỆT DO CON NGƯỜI GÂY RA ĐƯỢC DỰ BÁO SẼ LỚN HƠN RẤT NHIỀU SO VỚI NHỮNG DAO ĐỘNG TỰ NHIÊN ĐÓ.”
Trạng thái/thời kỳ Băng Thất – Lạnh Cóng
Trong ba triệu năm vừa qua, khí hậu Trái Đất duy trì trạng trái Băng Thất (Ice House), biểu hiện ở các thời kì băng hà và gian băng thay phiên nhau. Loài người hiện đại đã tiến hóa trong giai đoạn này, nhưng giờ đây, khí thải nhà kính và các hoạt động khác của con người đang đẩy trái đất đi vào các trạng thái/thời kỳ Noãn Thất (Warmhouse) và Nhiệt Thất (Hothouse), những trạng thái chưa từng được chứng kiến kể từ Thế Thủy Tân (Eocene epoch), đã kết thúc từ 34 triệu năm trước. Trong giai đoạn đầu của Thế Thủy Tân, không có băng ở hai cực, và nhiệt độ trung bình toàn cầu cao hơn hiện nay khoảng từ 9°C đến 14°C.
Ts. Zachos cho biết:
“Các số liệu dự báo của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu của Liên Hiệp Quốc (IPCC) cho năm 2300 trong kịch bản “kinh doanh như thường lệ” có thể đưa đến một mức tăng nhiệt toàn cầu mà hành tinh này chưa từng chứng kiến trong 50 triệu năm qua.”
Một điều kiện quan trọng cho công tác thu thập cơ sở dữ liệu khí hậu mới này, là việc lấy được những lõi trầm tích chất lượng cao từ các bồn trũng đại dương thông qua Chương trình hợp tác quốc tế về Khoan Đại dương (ODP (Ocean Drilling Program), sau này đổi tên thành Chương trình Khoan Đại dương Tích hợp – IODP (Integrated Ocean Drilling Program), và đến năm 2013 được thay thế bằng Chương trình Khám phá Đại dương Quốc tế (International Ocean Discovery Program)). Những dấu chỉ của các trạng thái khí hậu trong quá khứ được ghi lại trong các lớp vỏ của loài vi sinh vật phù du (được gọi là trùng lỗ – foraminifera), được lưu trữ trong những lớp trầm tích dưới đáy đại dương. Sau khi phân tích các lõi trầm tích, giới nghiên cứu phải xây dựng một “niên biểu thiên văn” (astrochronology) bằng cách ghép những biến động khí hậu được ghi nhận trong các lớp trầm tích phù hợp với những biến thiên của quỹ đạo Trái Đất (còn gọi là các chu kì Milankovitch).
Ts. Zachos chia sẻ:
“Từ giữa thập niên 90, cộng đồng khoa học đã hình dung ra cách để áp dụng phương pháp này cho những khoảng thời gian cổ xưa hơn trong quá khứ.”
Ông từng đứng đầu một nghiên cứu được xuất bản vào năm 2001 trên tạp chí Science cho thấy phản ứng của khí hậu với các biến thiên quỹ đạo của Trái Đất trong một thời kì có độ dài 5 triệu năm, bắt đầu từ giai đoạn chuyển tiếp giữa Thế Tiệm Tân (Oligocene epoch) và Thế Trung Tân (Miocene), tức là cách đây khoảng 25 triệu năm. Ông nói thêm:
“Điều này đã thay đổi mọi sự, vì nếu ta làm được việc đó, ta biết ta có thể đi ngược về thời xa xưa hơn nữa, chẳng hạn như 66 triệu năm trước, và đặt những sự kiện thoáng qua và những biến chuyển lớn của khí hậu Trái Đất vào trong bối cảnh của các biến động trên quy mô quỹ đạo.”
Các lõi trầm tích
Từ nhiều năm nay, Ts. Zachos đã cộng tác với tác giả nghiên cứu hàng đầu Thomas Westerhold của Trung tâm Khoa học Môi trường Hải dương (MARUM) thuộc trường Đại học Bremen (Đức). Trung tâm này thu thập được một kho lõi trầm tích khổng lồ. Phòng thí nghiệm của trường Bremen cùng với nhóm nghiên cứu của Zachos ở Đại học California (phân nhánh Santa Cruz) đã thu thập được nhiều dữ liệu mới cho phần thời gian có niên đại xa hơn trong ghi nhận dữ liệu.
Ts. Westerhold giám sát một bước quan trọng, đó là kết nối những phần trùng lặp của những mảng dữ liệu khí hậu thu được từ lõi trầm tích ở các vùng khác nhau trên thế giới. Ts. Zachos bày tỏ:
“Thu thập một chuỗi dữ liệu khí hậu khổng lồ cho một khoảng thời gian dài như vậy thật sự là một quá trình mệt mỏi, và chúng tôi còn muốn tái hiện lại dữ liệu với các lõi trầm tích riêng để xác minh các chỉ báo/dấu hiệu, thế nên đây thực sự là nỗ lực lớn của cả một cộng đồng khoa học quốc tế cùng làm việc với nhau.”
Giờ đây khi đã hoàn tất việc xây dựng một cơ sở dữ liệu khí hậu liên tục với ngày tháng rõ ràng theo lịch thiên văn cho toàn bộ chuỗi thời gian 66 triệu năm vừa qua, giới nghiên cứu có thể quan sát được rằng phản ứng của khí hậu với những biến thiên của quỹ đạo Trái Đất phụ thuộc vào các yếu tố như mức độ khí nhà kính và diện tích băng ở hai vùng Cực.
Ts. Zachos giải thích:
“Trong một thế giới có mật độ khí nhà kính cực đoan và không còn băng ở hai Cực, các phiến băng sẽ không còn góp mặt trong bất kì vòng lặp phản hồi nào, và điều đó thay đổi nhiều mối quan hệ động lực học của nền khí hậu.”
Các mức khí nhà kính
Hầu hết các giai đoạn chuyển tiếp của nền khí hậu hành tinh trong 66 triệu năm qua đều có liên quan đến sự thay đổi mật độ khí nhà kính. Ts. Zachos đã thực hiện nhiều nghiên cứu chuyên sâu, ví dụ như nghiên cứu về Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (Palaeocene–Eocene Thermal Maximum – PETM), cho thấy rằng giai đoạn trái đất nóng lên nhanh chóng đẩy khí hậu vào trạng thái Nhiệt Thất – Ấm Nóng (Hothouse) này có liên quan đến một lượng khí carbon khổng lồ được xả vào bầu khí quyển. Tương tự, ở cuối Thế Thủy Tân, khi lượng carbon dioxide trong khí quyển giảm xuống, các phiến băng bắt đầu hình thành ở Nam Cực và nền khí hậu chuyển dần sang trạng thái Lương Thất – Mát Mẻ (Coolhouse).
Ts. Zachos nói:
“Nền khí hậu có thể trở nên bất ổn khi tiệm cận với một giai đoạn chuyển tiếp như vậy, và ta sẽ chứng kiến nhiều phản ứng quyết liệt hơn với lực tác động của quỹ đạo, vì thế, đó là điều chúng tôi muốn tìm hiểu rõ hơn.”
Ông nói thêm rằng cơ sở dữ liệu khí hậu mới này sẽ cung cấp một nền tảng quý giá cho rất nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Nó không chỉ hữu ích cho việc thử nghiệm các mô hình khí hậu, mà còn giúp giới địa vật lí học nghiên cứu những khía cạnh khác nhau giữa những mối tương quan động lực học trên Trái Đất và giới cổ sinh vật học nghiên cứu về vai trò của thay đổi môi trường trong quá trình tiến hóa của muôn loài.
Ts. Zachos nhận định:
“Đây là một tiến bộ đáng kể trong ngành khoa học về Trái Dất, và là một di sản lớn của Chương trình hợp tác quốc tế về Khoan trắc nghiệm lòng Đại dương.”
Hai đồng tác giả Steven Bohaty, hiện công tác tại Đại học Southampton, và Kate Littler, hiện công tác tại Đại học Exeter (Anh Quốc), đều làm việc với Ts. Zachos ở Đại học California (nhánh Santa Cruz). Nhóm nghiên cứu này còn có các đồng sự khác là những nhà nghiên cứu ở hơn mười hai trường đại học khác trên khắp thế giới. Công trình này do Quỹ Nghiên cứu Đức (German Research Foundation – DFG), Hội đồng Nghiên cứu Môi trường Tự nhiên (Natural Environmental Research Council – NERC), Chương trình Chân trời 2020 (Horizon 2020) của Liên minh Châu Âu, Quỹ Khoa học Quốc gia Trung Quốc, Trung tâm Khoa học Hệ thống Trái Đất của Hà Lan, và Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, đồng tài trợ.
Bản báo cáo mới nhất dành cho các nhà hoạch định chính sách của Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu của Liên Hiệp Quốc (IPCC), về giới hạn của mức nhiệt độ tăng nơi nền...
Sáng nay, thấy nhiều người đăng hình dưới đây dự báo Đồng bằng Sông Cửu Long sẽ ngập hoàn toàn trong đỉnh triều cao nhất vào năm 2050, theo một dự báo của Climate Central. Điều đó...
Phần chia sẻ ý kiến