LỜI NÓI ĐẦU

Tốc độ gia tăng nhiệt và mật độ CO₂ trên toàn cầu hiện đã đạt đến một mức độ lớn hơn những sự kiện địa chất và đại tuyệt chủng trong quá khứ, với các tác động mang ý nghĩa quan trọng lên sự thay đổi của những vùng khí hậu, hệ sinh thái và tốc độ phát triển của các sự kiện thời tiết khắc nghiệt hiện nay. Do sự thay đổi đột ngột về trạng thái của hệ thống khí quyển-đại dương-băng quyển-đất liền, và điều này đang tăng tốc từ giữa thế kỷ 20, nên các thuật ngữ biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu không còn phản ánh đúng bản chất của khí hậu cực đoan do sự thay đổi này gây ra. Hơn nữa, theo báo cáo của NASA về mức tăng nhiệt trung bình ở đất liền- đại dương lên +1,18°C vào tháng 3 năm 2020, khi so sánh với nền nhiệt cơ bản trong giai đoạn từ năm 1951-1980, phần lớn các lục địa, bao gồm Siberia, Trung Á, Canada, nhiều phần ở Tây Phi, khu vực Đông Nam Châu Mỹ và Australia đang ấm lên hướng đến mức tăng nhiệt trung bình +2°C và cao hơn nữa. Tốc độ tăng nhiệt này vượt quá tốc độ của lần chấm dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng (Last Glacial Termination – LGT) (xảy ra cách đây từ 21-8 nghìn năm), hoặc ngay cả chính Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (còn gọi là Paleocene-Eocene Hyperthermal Event – PETM) (cách đây 55,9 triệu năm) và Sự kiện Tuyệt chủng xảy ra ở ranh địa chất giữa Kỷ Phấn Trắng và Kỷ Đệ Tam (Cổ Cận) (còn gọi là K-T Impact) (cách đây 64,98 triệu năm). Thế rồi chúng ta nên đặt ra một câu hỏi quan trọng, có liên quan đến mối quan hệ giữa tốc độ ấm lên, các đặc điểm bản chất của quá trình ấm lên này, và tiến trình di cư các vùng khí hậu hiện tại về phía vùng cực, bao gồm cả những thay đổi trong hệ thống khí quyển và đại dương hiện nay. Các khoảng dừng quan trọng giữa các kỳ gian băng, có khí hậu lạnh hơn mức bình thường nhưng đủ không kéo dài để được xem là gian băng, còn gọi là “stadial” (chuỗi các kỳ băng giá), được cho là hệ quả của dòng nước băng tan từ đảo Greenland và lục địa Nam Cực chảy vào các đại dương.

Sự kiện Tuyệt chủng xảy ra ở ranh địa chất giữa Kỷ Phấn Trắng và Kỷ Đệ Tam (Cổ Cận) (còn gọi là K-T Impact) và tiến trình ấm lên sau đó của nền khí hậu Trái Đất: Theo Ts. Beerling và các cộng sự (2002), sự thay đổi mật độ khí CO₂ đã được kích hoạt bởi Sự kiện K-T Impact cách đây 65 triệu năm có liên quan đến một mức tăng từ khoảng 400-500 ppm lên 2300 ppm trong vòng hơn 10.000 năm kể từ khí sự kiện này xảy ra (Hình số 2), với tốc độ tăng mật độ là 0,18 ppm/năm. Con số này thấp hơn tốc độ tăng trung bình của mật độ khí CO₂ ở Kỷ Nhân Sinh (Anthropocene)- là 0,415 ppm/năm – và thấp hơn từ 2 đến 3 ppm/năm so với tốc độ tăng của thế kỷ 21. Tương tự như vậy, trong báo cáo nghiên cứu của Ts. Beerling và cộng sự (2002), tốc độ tăng nhiệt của Kỷ Nhân Sinh là xấp xỉ 0,0074°C/năm, cao hơn khi so sánh với Sự kiện K-T Impact là xấp xỉ 0,00075°C/năm (Bảng số 1).

Dựa trên những mẫu hóa thạch dương xỉ, tính toán của Ts. Beerling và các cộng sự (2002) cho thấy xảy ra một mức tăng khởi đầu của ít nhất 6.400 tỷ tấn CO₂, và có thể lên đến 13.000 tỷ tấn CO₂, vào bầu khí quyển, cao hơn đáng kể so với các giá trị được tính toán bởi nghiên cứu của Ts. Pope và các cộng sự (1997). Chính nhân tố này đã đẩy bức xạ nhiệt môi trường tăng lên 12 Wm⁻² và mức tăng nhiệt trung bình lên xấp xỉ 7,5°C, gây áp lực mạnh mẽ lên các hệ sinh thái vốn đã bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ lạnh và hiệu ứng “bắt giữ” của tia nắng mặt trời trong suốt mùa đông bị tác động và đưa đến sự kiện đại tuyển chủng ở ranh địa chất KT (theo nghiên cứu của Ts. O’Keefe và các cộng sự, năm 1989).

Sự kiện Siêu nhiệt PETM: Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (Palaeocene–Eocene Thermal Maximum), xảy ra cách đây khoảng 55,9 triệu năm, đã kích hoạt và giải phóng một lượng lớn đồng vị yếu và kém bền vững carbon ¹³C, có lẽ đến từ một nguồn hữu cơ, giống như khí methane chẳng hạn, dẫn đến một mức tăng nhiệt độ bề mặt trên toàn cầu từ 5°C – 9°C trong vòng vài nghìn năm (Bảng số 1; Hình số 3). Các chỉ số hòa tan carbonate dưới lòng biển sâu và hợp chất đồng vị carbon bền vững đã được sử dụng để tính toán mức rung động carbon ban đầu với cường độ 3.000 PgC hoặc ít hơn. Kết quả là, nồng độ khí carbon dioxide trong bầu khí quyển đã tăng lên đến 70% so với mức trước khi sự kiện này xảy ra, khiến nhiệt độ bề mặt toàn cầu tăng thêm từ 5°C – 9°C chỉ trong vòng một vài nghìn năm.

Giai đoạn Chấm dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng (last glacial termination): Các chỉ số của ngành cổ khí hậu học dựa trên nghiên cứu lõi băng và bằng chứng phân tích đồng vị cho thấy mức tăng nhiệt thường có mối tương quan với mật độ của khí CO₂ trong suốt Giai đoạn Chấm dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng, xảy ra cách đây từ 17,5 nghìn năm đến 10 nghìn năm. Trong khi tốc độ tăng của CO₂ và mức tăng nhiệt gần như tương đồng với nhau, thì nhiệt độ phần nào xảy ra hơi chậm hơn so với CO₂ (Hình số 2). Những thay đổi của mật độ CO₂ – từ khoảng 186 ppm đến 265 ppm – và của nhiệt độ (T°C) – từ khoảng 3,3°C – +0,2°C được chỉ rõ trong hình số 4. Mật độ tăng xấp xỉ 0,010 ppm CO₂/năm và nhiệt độ tăng xấp xỉ 0,00046°C/năm được chỉ ra trong Bảng số 1 (theo báo cáo khoa học của Ts. Shakun và các cộng sự, năm 2012). Những sự khác biệt giữa sự thay đổi nhiệt độ ở Bắc bán cầu và ở Nam bán cầu xảy ra phù hợp với những biến thiên về sức mạnh của Dòng đối lưu kinh tuyến Đại Tây Dương (AMOC).

Quỹ đạo và tốc độ của mức tăng mật độ khí CO₂ và hiện tượng nóng lên toàn cầu.

It can be expected that such extreme rates of change will be manifest in real time by observed shifts in state of global and regional climates and the intensity and frequency of extreme weather events, including the following observations:

Các mức tốc độ, mà ở đó thành phần khí quyển và hình thái biến đổi khí hậu đang xảy ra, sẽ tạo ra cán cân kiểm soát quan trọng giữa khả năng sống sót và sự tuyệt chủng của các chủng loài trên hành tinh này. Dựa trên những tính toán mật độ khí nhà kính và nền nhiệt độ trung bình của hình thái khí hậu cổ, có sử dụng đồng vị oxy và carbon, các hóa thạch thực vật, hóa thạch chất hữu cơ, các nguyên tố vi lượng, thì tốc độ gia tăng của mật độ CO₂ kể từ khoảng năm 1750 (thuộc Kỷ Nhân Sinh, ở đây gọi là CO₂ ᴀɴᴛʜ) đã vượt quá tốc độ của Giai đoạn Chấm Dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng (CO₂ ʟɢᴛ) với độ lớn như sau: CO₂ ᴀɴᴛʜ/CO₂ ʟɢᴛ = 41, và tương tự, khi đem so sánh với tốc độ tăng mật độ CO₂ của Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (CO₂ ᴘᴇᴛᴍ), thì chúng ta được một độ lớn nhưa sau: CO₂ ᴀɴᴛʜ/CO₂ ᴘᴇᴛᴍ ~ 3,8–6,9 (Xem Bảng số 1). Chúng ta cũng có thể xem và nhận ra sự khác biệt tương đối lớn khi so sánh tốc độ tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu giữa Kỷ Nhân Sinh và Giai đoạn Chấm Dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng, cũng như của Sự kiện Siêu nhiệt PETM, tại Bảng số 1; Hình số 5 và số 6. Chúng ta có thể dự báo rằng những tốc độ thay đổi cực độ như vậy sẽ biểu thị trong thời gian thực bằng các thay đổi quan sát được nơi trạng thái khí hậu trên toàn cầu, ở các khu vực, nơi cường độ và tần số của các sự kiện thời tiết cực đoan, bao gồm những quan sát sau:

• Một sự thay đổi của các vùng khí hậu (Hình số 7) bao gồm việc mở rộng biên giới của các khu vực khí hậu nhiệt đới và hiện tượng dịch chuyển của các vùng khí hậu Địa Trung Hải tiến về vùng cực, được ước tính với tốc độ 56-111 km mỗi thập kỷ (theo Báo cáo khoa học của Ts. Thurton, năm 2017), biểu thị một sự dịch chuyển căn bản trong trạng thái của toàn bộ chế độ khí hậu Trái Đất.
• Tốc độ tan băng cao và sự hình thành các hồ nước biển có nhiệt độ thấp ở phía nam đảo Greenland và xung quanh Nam Cực (Hình số 8a), phát triển thành các vùng biển mát và những điều kiện khí hậu lạnh hơn mức bình thường (Hình số 8b).
• Khuynh hướng suy giảm những khác biệt về nhiệt độ giữa vùng cực và khu vực vĩ độ trung bình, mà do đó làm suy yếu ranh giới của vùng cực và ranh giới của Dòng Tia vùng cực.
• Hiện tượng làm suy yếu Dòng hải lưu Luân chuyển Nhiệt ở Bắc Đại Tây Dương.
• Những thay đổi xảy ra trong vùng đại dương phía nam của dao động Nam Cực và xoáy Nam Cực.

Sự gia tăng nhanh chóng những sự kiện thời tiết khắc nghiệt, bao gồm hạn hán, sóng nhiệt, cháy rừng, lốc xoáy và bão.

Ngược lại với các dự báo khí hậu tuyến tính của IPCC dành cho giai đoạn từ năm 2100 -2300, mô hình khí hậu cho thế kỷ 21 của Ts. Hansen và cộng sự vào năm 2016 cho thấy những tác động lớn của nước băng tan chảy vào đại dương từ các phiến băng, dẫn đến một số vùng của các đại dương trở nên lạnh hơn mức bình thường, làm thay đổi mô hình nhiệt độ toàn cầu từ đầu thế kỷ 21 (Hình số 8, 9a) đến cuối thế kỷ 21 (Hình số 9b).

PHẦN KẾT LUẬN

1. Từ cuối thế kỷ 20 đến đầu thế kỷ 21, lượng khí nhà kính toàn cầu có trong bầu khí quyển và tốc độ nóng lên theo từng vùng địa lý đã đạt đến một mức cao, với độ lớn còn hơn cả những sự kiện địa chất và cuộc đại tuyệt chủng trong quá khứ, mang ý nghĩa quan trọng đối với bản chất và tốc độ của các sự kiện thời tiết cực đoan.
2. Tốc độ tăng mật độ khí CO₂ và tốc độ nóng lên toàn cầu của Kỷ Nhân Sinh (Anthropocene) đã vượt qua Giai đoạn Chấm Dứt Kỷ Băng Hà Cuối Cùng (LGT) (xảy ra cách đây từ 21-8 nghìn năm), hơn cả Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (PETM) (xảy ra cách đây 55,9 triệu năm), và thời kỳ hậu tác động của Sự kiện Tuyệt chủng xảy ra ở ranh địa chất giữa Kỷ Phấn Trắng và Kỷ Cổ Cận (K-T) (xảy ra cách đây 64,98 triệu năm).
3. Ngoài ra, theo báo cáo của NASA về mức tăng nhiệt trung bình đất liền-đại dương +1.18°C vào tháng 3 năm 2020, có so sánh với nền nhiệt trung bình trong giai đoạn từ năm 1951-1980, phần lớn các lục địa, bao gồm khu vực Trung Á, Tây Phi, Đông Nam Châu Mỹ và Australia đang ấm lên hướng đến mức nhiệt trung bình +2°C và cao hơn nữa.
4. Hậu quả chính của sự thay đổi hệ thống khí hậu hiện tại có liên quan đến hiện tượng suy yếu các ranh giới ở vùng cực và sự dịch chuyển của các vùng khí hậu hướng về phía vùng cực. Các khoảng dừng làm mát tạm thời được dự báo là kết quả của dòng nước băng tan từ đảo Greenland và lục địa Nam Cực chảy vào các đại dương, dẫn đến những khoảng giai đoạn có khí hậu lạnh hơn mức bình thường.
5. Với những thay đổi đột biến về trạng thái của hệ thống khí quyển-đại dương-băng quyển-đất liền, thì xu hướng hiện tại biểu thị một sự thay đổi đột ngột nơi trạng thái của bầu khí quyển, bắt đầu tăng tốc từ giữa thế kỷ 20. Các thuật ngữ như là “biến đổi khí hậu” và “nóng lên toàn cầu” không còn phản ánh bản chất cực đoan của các hệ quả khí hậu do xu hướng thay đổi này gây ra, và đó chẳng khác gì là một thảm họa khí hậu có quy mô của một thời kỳ trong lịch sử địa chất.