Biến đổi khí hậu có thể kích hoạt làn sóng phun trào núi lửa dữ dội?

Khi các khối băng khổng lồ tan chảy, áp lực đè lên các buồng magma dưới lòng đất được giải phóng, khiến các vụ phun trào dễ xảy ra hơn và có xu hướng dữ dội hơn.

Núi Erebus là một trong 138 ngọn núi lửa đang hoạt động ở Nam Cực. (Nguồn: Alamy)

Hiện tượng này đã từng được ghi nhận ở Iceland, nơi thường xuyên xảy ra núi lửa do nằm trên ranh giới giữa các mảng kiến tạo. Nhưng nghiên cứu mới tại dãy Andes, Nam Mỹ là một trong những bằng chứng đầu tiên cho thấy quá trình tương tự từng xảy ra trên một lục địa, sau khi Kỷ băng hà cuối cùng kết thúc.

Theo nhóm nghiên cứu, khu vực tiềm ẩn nguy cơ lớn nhất hiện nay là phía tây Nam Cực, nơi có ít nhất 100 núi lửa ẩn dưới lớp băng dày. Khi Trái Đất tiếp tục nóng lên, lớp băng này có thể tan chảy nhanh chóng trong vài thập kỷ hoặc thế kỷ tới, làm tăng nguy cơ hoạt động núi lửa trong khu vực.

Núi lửa và vòng lặp của biến đổi khí hậu

Nhiều người cho rằng núi lửa phun trào sẽ giúp làm mát Trái Đất bằng cách đưa bụi và khí phản chiếu ánh sáng Mặt Trời vào khí quyển. Tuy nhiên, nếu phun trào kéo dài, núi lửa lại có thể góp phần làm nóng hành tinh.

Lý do là vì chúng cũng giải phóng lượng lớn khí nhà kính như CO2 và methane, khiến khí hậu nóng hơn và thúc đẩy tiếp quá trình tan băng, từ đó tạo ra một vòng luẩn quẩn nguy hiểm: tan băng – phun trào – nóng lên – tan băng tiếp.

Tiến sĩ Pablo Moreno-Yaeger từ Đại học Wisconsin-Madison (Mỹ), người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: "Khi sông băng tan do biến đổi khí hậu, các núi lửa bên dưới có thể trở nên hoạt động mạnh hơn, phun trào thường xuyên và dữ dội hơn".

Nghiên cứu này vừa được trình bày tại hội nghị địa hóa học Goldschmidt ở Prague,và đang được đánh giá để công bố trên tạp chí khoa học. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện khảo sát thực địa tại khu vực núi lửa Mocho-Choshuenco ở dãy Andes, một ngọn núi lửa từng bị băng tuyết Patagonia dày tới 1.500 mét bao phủ trong Kỷ băng hà cuối cùng.

Bằng chứng từ đá núi lửa cổ

Bằng cách phân tích đồng vị phóng xạ trong các lớp đá núi lửa, hình thành trước, trong và sau thời kỳ băng giá, các nhà khoa học phát hiện ra rằng lớp băng dày từng đóng vai trò như một "nắp đậy", ngăn magma thoát ra ngoài từ khoảng 26.000 đến 18.000 năm trước. Điều này khiến một hồ chứa magma khổng lồ tích tụ ở độ sâu 10–15km dưới bề mặt.

Khi băng tan dần từ khoảng 13.000 năm trước, áp lực đè nén được giải phóng, khí trong đá nóng nở ra và gây ra những vụ phun trào dữ dội.

Moreno-Yaeger nói thêm: "Sau khi băng tan, không chỉ số lượng phun trào tăng mà thành phần dung nham cũng thay đổi, chúng trở nên đặc hơn, dễ nổ hơn". Sự thay đổi thành phần xảy ra khi magma nóng chảy từ từ làm tan các lớp đá vỏ trong thời gian dài bị kìm nén, khiến nó trở nên nhớt và dễ gây nổ hơn khi trồi lên mặt đất.

Khác với những nghiên cứu trước đây vốn tập trung vào các đảo núi lửa như Iceland, phát hiện mới cho thấy hiện tượng này có thể xảy ra ở nhiều khu vực khác, bao gồm Nam Cực, một số vùng ở Bắc Mỹ, New Zealand và Nga. Những nơi này cũng từng bị bao phủ bởi băng và có tiềm năng núi lửa ngầm đáng lo ngại.

Dù trước đây các nhà khoa học từng xác định rằng hoạt động núi lửa toàn cầu có thể tăng gấp 2–6 lần sau các kỷ băng hà, nhưng nghiên cứu ở Chile đã cung cấp cái nhìn chi tiết hơn về cơ chế cụ thể đằng sau hiện tượng đó.

Thậm chí, một nghiên cứu năm 2004 ở phía đông California (Mỹ) cũng từng phát hiện dấu hiệu tương tự từ phân tích đá cổ.

Một báo cáo khoa học gần đây chỉ ra rằng vẫn còn quá ít nghiên cứu về mối liên hệ giữa biến đổi khí hậu và hoạt động núi lửa. Trong khi đó, hiểu rõ mối liên hệ này là "cực kỳ quan trọng" để chuẩn bị cho các rủi ro thiên tai trong tương lai, bảo vệ người dân và nền kinh tế, cũng như phòng ngừa những chu kỳ nguy hiểm có thể làm trầm trọng thêm khủng hoảng khí hậu.

Ngoài ra, lượng mưa cực đoan do biến đổi khí hậu gây ra, cũng có thể khiến các vụ phun trào ngày càng mạnh hơn, tạo ra những thách thức ngày càng nghiêm trọng trong thế kỷ tới.

Xuân Minh