Nghiên cứu những hậu quả nghiêm trọng siêu núi lửa ảnh hưởng đến thế giới

Theo hãng CNN, siêu núi lửa Tambora đã thay đổi thế giới. Năm 1815, vụ phun trào Tambora là vụ phun trào núi lửa mạnh nhất mà nhân loại từng chứng kiến.

Núi lửa Indonesia đã phun trào mạnh nhất trong lịch sử, tạo ra một luồng khí khổng lồ gồm các hạt nhỏ phản chiếu ánh sáng mặt trời lên cao vào bầu khí quyển, làm mát hành tinh và gây ra thảm họa.

Dòng nham thạch phun ra từ núi lửa Sundhnúkur trên Bán đảo Reykjanes gần Grindavik, Iceland, vào ngày 2 tháng 6 năm 2024. Ảnh: John Moore/Getty Images

Những gì xảy ra sau đó được gọi là "những năm không có mùa hè": nhiệt độ toàn cầu giảm mạnh, mùa màng thất bát, người dân chết đói, đại dịch tả lan rộng và hàng chục nghìn người tử vong.

Nhiều ngọn núi lửa đã phun trào kể từ đó, nhưng Tambora vẫn là vụ phun trào lớn nhất gần đây của hành tinh. Và giờ đây, các nhà khoa học đang cảnh báo thế giới có thể sẽ phải hứng chịu một vụ phun trào lớn khác.

Markus Stoffel, Giáo sư về khí hậu tại Đại học Geneva, cho biết câu hỏi không phải là có hay không sẽ xảy ra vụ phun trào núi lửa mà là khi nào xảy ra. Những dấu tích về địa chất cho thấy khả năng xảy ra một vụ phun trào lớn sẽ xảy ra trong thế kỷ này.

Hiện tại, thế giới đã thay đổi rất nhiều, một thế giới không chỉ đông dân hơn mà còn ấm lên rất nhiều do khủng hoảng khí hậu. Vì vậy, theo ông Stoffel, vụ phun trào núi lửa lớn tiếp theo có thể "gây ra hỗn loạn khí hậu".

Tuy nhiên, nhân loại hiện chưa có bất kỳ kế hoạch nào chuẩn bị cho điều đó.

Núi lửa từ lâu đã định hình thế giới của chúng ta, tạo nên các lục địa, bầu khí quyển và có thể thay đổi khí hậu. Khi phun trào, núi lửa phun ra hỗn hợp dung nham, tro và khí, bao gồm cả carbon dioxide làm nóng hành tinh, mặc dù lượng khí này ít hơn nhiều so với lượng khí thải do con người tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch.

Khi nói đến tác động của khí hậu, các nhà khoa học cũng quan tâm đến một loại khí khác: lưu huỳnh dioxide.

Vụ phun trào núi lửa lớn có thể đẩy lưu huỳnh dioxide qua tầng đối lưu, vào tầng bình lưu, tầng cách bề mặt Trái đất khoảng 7 dặm. Các hạt khí dung nhỏ phân tán ánh sáng mặt trời, phản xạ ánh sáng trở lại không gian và làm mát hành tinh bên dưới.

Alan Robock, Giáo sư khí hậu tại Đại học Rutgers, người đã dành nhiều thập kỷ nghiên cứu về núi lửa, lưu ý những hạt khí dung nhỏ "sẽ thổi khắp thế giới và tồn tại trong vài năm".

Đối với các núi lửa hiện đại, dữ liệu vệ tinh cho thấy lượng lưu huỳnh dioxide được giải phóng. Vụ phun trào núi lửa Pinatubo ở Philippines vào năm 1991 đã đẩy khoảng 15 triệu tấn lưu huỳnh dioxide vào tầng bình lưu. Đây không phải là một vụ phun trào lớn như Tambora, nhưng tác động làm mát hành tinh ở khoảng 0,5 độ C sau vụ Pinatubo đã xảy ra trong nhiều năm.

Theo nhà khoa học Stoffel, những vụ phun trào lớn trong vài nghìn năm qua đã giúp làm mát hành tinh khoảng 1 đến 1,5 độ C.

Ví dụ, Tambora đã làm giảm nhiệt độ trung bình toàn cầu giảm khoảng 1 độ C. Nghiên cứu cũng cho thấy vụ phun trào núi lửa Samalas lớn ở Indonesia vào năm 1257 cũng đã tạo nên "Kỷ băng hà nhỏ", một thời kỳ lạnh giá kéo dài hàng trăm năm.

Một số dấu hiệu khác cũng cho thấy các vụ phun trào lớn đã ảnh hưởng đến lượng mưa, làm khô hệ thống gió mùa.

"Gió mùa vào mùa hè xảy ra vì đất liền ấm lên nhanh hơn đại dương. Vì vậy, vụ phun trào núi lửa lớn có thể phá vỡ sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nơi", Giáo sư Robock nói.

'Một thế giới bất ổn hơn'

Hiểu được tác động của các vụ phun trào lớn trong quá khứ là rất quan trọng.

"Thế giới hiện nay bất ổn hơn. Những tác động này thậm chí có thể còn tồi tệ hơn những gì chúng ta đã thấy vào năm 1815", Michael Rampino, Giáo sư tại NYU, người nghiên cứu mối liên hệ giữa các vụ phun trào núi lửa và biến đổi khí hậu, cho biết.

Mọi người đi bộ dọc theo mép miệng núi lửa của Núi Tambora vào năm 2006. Ảnh: Adam Majendie/Bloomberg/Getty Images

Trong một diễn biến có vẻ trái ngược với trực giác, một thế giới ấm hơn có nghĩa là các vụ phun trào núi lửa lớn sẽ có tác động làm mát lớn hơn.

"Đó là bởi vì cách các hạt khí dung hình thành và cách chúng được vận chuyển hoàn toàn phụ thuộc vào khí hậu", Thomas Aubry, nhà khoa học về núi lửa học vật lý tại Đại học Exeter cho biết.

Theo nhà khoa học Aubry, khi thế giới ấm lên, tốc độ không khí lưu thông trong khí quyển tăng lên, nghĩa là các hạt khí dung phân tán nhanh hơn và có ít thời gian phát triển hơn. Các hạt khí dung nhỏ hơn có thể phân tán ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn các hạt lớn, nghĩa là tác động làm mát sẽ lớn hơn.

"Đại dương cũng đóng vai trò lớn. Khi bề mặt đại dương ấm lên, một lớp nước nhẹ hơn, ấm hơn nằm trên cùng. Điều này có nghĩa là các vụ phun trào làm mát không cân xứng với lớp trên cùng của đại dương và bầu khí quyển phía trên nó", Stoffel cho biết.

Biến đổi khí hậu cũng có thể ảnh hưởng đến chính các hệ thống núi lửa. Băng tan có thể dẫn đến gia tăng các vụ phun trào, vì sự biến mất của băng sẽ làm giảm áp suất, điều này cũng khiến magma dâng lên nhanh hơn.

"Các nhà khoa học đã phát hiện rằng lượng mưa cực đoan hơn - do biến đổi khí hậu gây ra - có thể thấm sâu vào lòng đất, gây ra phản ứng với magma để kích hoạt vụ phun trào", Aubry cho biết.

Không thể dự đoán trước

Khi thế giới vật lộn với tình trạng nóng lên toàn cầu, một giai đoạn làm mát nghe có vẻ tích cực. Tuy nhiên, các nhà khoa học lại cho rằng điều này ngược lại mới đúng.

Đầu tiên, các tác động chỉ là tức thời. Ước tính có khoảng 800 triệu người sống trong phạm vi khoảng 60 dặm tính từ một ngọn núi lửa đang hoạt động. Vì vậy, một vụ phun trào lớn có thể xóa sổ toàn bộ một thành phố. Ví dụ, hiện tượng núi lửa Campi Flegrei đã có dấu hiệu trở lại. Khu vực này nằm ngay phía tây thành phố Naples của Ý, nơi sinh sống của khoảng 1 triệu người.

Về lâu dài, tác động có thể là thảm khốc. Nhiệt độ giảm 1 độ C có vẻ nhỏ, nhưng đó là mức trung bình.

"Nếu chúng ta nhìn vào một số khu vực nhất định, tác động sẽ lớn hơn nhiều", May Chim, một nhà khoa học về Trái đất tại Đại học Cambridge cho biết.

Okmok ở Alaska, phun trào vào năm 43 trước Công nguyên có thể làm mát một số vùng ở Nam Âu và Bắc Phi tới 7 độ C hoặc 13 độ F.

Theo phân tích gần đây của công ty bảo hiểm Lloyd's, thời tiết lạnh hơn, ít ánh sáng mặt trời hơn và lượng mưa thay đổi có thể ảnh hưởng đến nhiều quốc gia sản xuất lương thực cùng một lúc, bao gồm Mỹ, Trung Quốc và Nga, gây ảnh hưởng đến an ninh lương thực toàn cầu và có khả năng dẫn đến căng thẳng chính trị, thậm chí là chiến tranh.

Sự làm mát sẽ không làm giảm đi biến đổi khí hậu. Trong vòng vài năm, hành tinh sẽ trở lại như trước.

Đợt phun trào tiếp theo có thể xảy ra ở bất cứ đâu. Các nhà khoa học đang theo dõi một số khu vực như Indonesia, một trong những khu vực có hoạt động núi lửa mạnh nhất hành tinh, hoặc Yellowstone, ở phía Tây Mỹ, nơi chưa từng trải qua một đợt phun trào lớn nào trong hàng trăm nghìn năm.

"Nhưng đợt nào tiếp theo và khi nào - vẫn không thể dự đoán được", nhà khoa học Stoffe nói.

Các vụ phun trào núi lửa lớn không thể ngăn ngừa được, nhưng có nhiều cách để chuẩn bị. Ông Stoffel kêu gọi các chuyên gia đánh giá các kịch bản xấu nhất, tiến hành các cuộc thử nghiệm ứng suất và đưa ra các kế hoạch: mọi thứ từ sơ tán đến các nỗ lực cứu trợ và đảm bảo nguồn cung cấp thực phẩm.

"Mặc dù một số người có thể nói rằng khả năng một vụ phun trào lớn rất ít khả năng xảy ra, nhưng thực sự không phải là không xảy ra. Điều quan trọng là chúng ta vẫn chưa chuẩn bị cho những tác động nghiêm trọng đó, mà đơn giản chỉ mới bắt đầu hình dung được những gì có thể xảy ra", ông Stoffel nói thêm./.

Hồng Nhung