Một nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Tiến sĩ Sev Kender thuộc Đại học Exeter (Vương quốc Anh), đã đạt được một bước đột phá quan trọng trong hiểu biết của loài người về nguyên nhân đằng sau Sự kiện Siêu nhiệt xảy ra ở ranh địa chất giữa Thế Cổ Tân và Thế Thủy Tân (còn gọi là Paleocene-Eocene Thermal Maximum – PETM), xảy ra cách đây 55,9 triệu năm – là một sự kiện nóng lên toàn cầu cực đoan kéo dài khoảng 150 nghìn năm, mà trong đó, nền nhiệt độ toàn cầu tăng nhanh chóng và đáng kể.

Mặc dù các nghiên cứu trước đây cho rằng hoạt động của núi lửa góp phần tạo ra lượng khí thải CO2 khổng lồ dẫn đến sự thay đổi khí hậu nhanh chóng, nhưng nguyên nhân dẫn đến sự kiện này lại ít rõ ràng hơn.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã xác định được mức thủy ngân đột ngột tăng cao ngay trước và khi bắt đầu sự kiện PETM – mà nguyên nhân có thể do hoạt động núi lửa mở rộng – trong các mẫu địa chất lấy từ lõi trầm tích ở Biển Bắc (North Sea).

Quan trọng hơn, việc nghiên cứu về các mẫu đá cũng cho thấy rằng trong giai đoạn đầu của PETM, mức thủy ngân đã giảm đáng kể – cho thấy ít nhất một bể (nguồn) chứa carbon khác đã giải phóng lượng đáng kể khí nhà kính khi hiện tượng này diễn ra.

Nghiên cứu chỉ ra sự tồn tại của các điểm tới hạn trong Hệ thống của Hành tinh Trái Đất, mà có thể kích hoạt việc giải phóng các bể chứa carbon bổ sung, khiến nền khí hậu Trái Đất đạt đến nhiệt độ cao chưa từng có.

Nghiên cứu tiên phong này, có sự tham gia của các chuyên gia đến từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Anh (British Geological Survey), Đại học Oxford, Đại học Herriot-Watt và Đại học California phân nhánh Riverside, có thể cung cấp một hiểu biết mới về quá trình biến đổi khí hậu ngày nay sẽ ảnh hưởng đến Trái Đất như thế nào trong nhiều thế kỷ tới.

Tiến sĩ Kender, đồng tác giả của nghiên cứu, đến từ Trường Khai khoáng Camborne, có trụ sở tại Cơ sở Penryn của Đại học Exeter ở Cornwall (Anh Quốc) cho biết:

“Khí nhà kính, ví dụ như carbon dioxide, methane, được đổ vào bầu khí quyển ở ngay thời điểm bắt đầu sự kiện PETM chỉ trong một vài nghìn năm.

“Chúng tôi muốn kiểm tra giả thuyết rằng, việc giải phóng một lượng lớn khí nhà kính chưa từng có như vậy đã được kích hoạt bởi các vụ phun trào núi lửa lớn. Nếu núi lửa đã giải phóng một lượng lớn thủy ngân, thì chúng tôi có thể đo được lượng thủy ngân và carbon trong lõi trầm tích để phát hiện bất kỳ vụ nổ núi lửa cổ đại nào.

“Điều đáng ngạc nhiên chính là chúng tôi đã không tìm thấy bất cứ mối quan hệ đơn thuần nào của việc gia tăng các vụ phun trào núi lửa trong quá trình giải phóng khí nhà kính. Chúng tôi nhận thấy các vụ phun trào núi lửa chỉ xảy ra ở giai đoạn đầu, và do đó, một nguồn phát thải khí nhà kính khác hẳn đã được giải phóng sau khi núi lửa phun trào.”

Sự kiện PETM, một trong những giai đoạn ấm lên nhanh nhất trong lịch sử Trái Đất, đã xảy ra khi đảo Greenland được tách ra khỏi nền lục địa Châu Âu.

Trong khi những nguyên nhân khiến lượng khí CO2 khổng lồ được thải ra như thế nào để kích hoạt giai đoạn ấm lên rộng khắp toàn cầu này vẫn còn chưa được hiểu rõ trong nhiều năm, giới khoa học gần đây đã gợi ý rằng có thể các vụ phun trào núi lửa là nguyên nhân chính.

Tuy nhiên, cho đến nay, trong khi các ghi nhận về mức carbon và nghiên cứu mô hình cho thấy một lượng lớn carbon núi lửa đã được giải phóng tại thời điểm đó, thì họ vẫn chưa thể xác định được điểm kích hoạt đối với sự kiện PETM.

Trong nghiên cứu mới ở trên, giới chuyên gia đã nghiên cứu hai lõi trầm tích mới được lấy từ Biển Bắc (North Sea), nơi có hàm lượng thủy ngân cao, so với mật độ carbon hữu cơ.

Những mẫu này cho thấy nhiều mức đỉnh của hàm lượng thủy ngân ở cả thời điểm trước và ngay khi bắt đầu sự kiện PETM – cho thấy hiện tượng này được kích hoạt bởi hoạt động núi lửa.

Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sau đó, có ít nhất một bể chứa carbon khác được giải phóng khi PETM xảy ra, vì hàm lượng thủy ngân dường như giảm đi trong giai đoạn thứ hai khi sự kiện này bắt đầu xảy ra.

Tiến sĩ Kender nói thêm:

“Chúng tôi có khả năng thực hiện nghiên cứu này vì chúng tôi đang làm việc với các lõi vật chất mới, được bảo quản đặc biệt tốt với các cộng tác viên nghiên cứu đến từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Đan Mạch và Greenland (Geological Survey of Denmark and Greenland). Việc bảo quản tuyệt vời cho phép phát hiện chi tiết cả mức carbon và thủy ngân đã được thải ra trong bầu khí quyển. Vì Biển Bắc ở gần với khu vực núi lửa được cho là đã kích hoạt sự kiện PETM, các lõi địa chất này nằm ở vị trí lý tưởng để phát hiện các dấu chỉ [của quá khứ].”

“Vụ núi lửa phun trào làm tăng nhiệt có lẽ đã bao gồm nhiều khe nứt sâu lớn xâm nhập vào lòng đất, tạo ra hàng nghìn miệng phun thủy nhiệt có quy mô vượt xa bất cứ điều gì được chứng kiến ngày nay. Các nguồn khí nhà kính thứ cấp có thể là do từ băng vĩnh cửu và lớp trầm tích chứa methane ở đáy biển đã tan rã, vì hiện tượng kích nhiệt ban đầu của núi lửa.”