Cảnh giác với nguy cơ phun trào núi lửa trong tương lai

Dòng nham thạch phun ra từ núi lửa Sundhnúkur trên Bán đảo Reykjanes gần Grindavik, Iceland.

Cảnh giác trước tác động làm mát

Năm 1815, núi lửa Tambora ở Indonesia đã hoạt động và được coi là vụ phun trào mạnh nhất trong lịch sử được ghi nhận, tạo ra một luồng khí khổng lồ làm mát hành tinh bay vào bầu khí quyển và gây ra thảm họa. Những gì xảy ra sau đó được gọi là "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. Hơn 200 năm sau, các nhà khoa học cảnh báo rằng, thế giới có thể sẽ phải hứng chịu một vụ phun trào lớn khác.

Ông Markus Stoffel, Giáo sư về khí hậu tại Đại học Geneva cho biết, bằng chứng địa chất cho thấy, khả năng xảy ra một vụ phun trào lớn trong thế kỷ này là hơn 15%. Tuy nhiên, lần này, điều đó sẽ xảy ra trong một thế giới đã thay đổi rất nhiều, một thế giới không chỉ đông dân hơn mà còn nóng lên do khủng hoảng khí hậu. Giáo sư Stoffel cho rằng, vụ phun trào lớn tiếp theo sẽ "gây ra hỗn loạn khí hậu" trong khi nhân loại không có bất kỳ kế hoạch nào.

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

Nhưng khi nói đến tác động đối với khí hậu, các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn đến lưu huỳnh dioxide. Một vụ phun trào núi lửa lớn có thể đẩy lưu huỳnh dioxide qua tầng đối lưu (phần thấp nhất của khí quyển, nơi gắn với các hiện tượng thời tiết hàng ngày) và vào tầng bình lưu (lớp cách bề mặt Trái đất khoảng 7 dặm, nơi máy bay hoạt động). Tại đây, nó tạo thành 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. Ông Alan Robock, Giáo sư khí hậu tại Đại học Rutgers, người đã dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu núi lửa cho biết, các hạt này "sẽ thổi khắp thế giới và tồn tại trong vài năm".

Dữ liệu vệ tinh cho thấy, đối với các núi lửa hiện đại, lượng lưu huỳnh dioxide được giải phóng. Khi Núi Pinatubo ở Philippines phun trào vào năm 1991, nó đã đẩy khoảng 15 triệu tấn vào tầng bình lưu. Đây không phải là một vụ phun trào lớn như Tambora, nhưng nó vẫn làm mát thế giới khoảng 0,5 độ C trong nhiều năm.

Tuy nhiên, Giáo sư Stoffel cho biết, họ có rất ít dữ liệu về các núi lửa lâu đời hơn. Các nhà khoa học cố gắng tái tạo lại những vụ phun trào trong quá khứ bằng cách sử dụng thông tin từ lõi băng và vòng cây. Từ đó họ biết rằng, các vụ phun trào lớn trong vài nghìn năm qua đã tạm thời làm mát hành tinh khoảng 1 đến 1,5 độ C.

Dòng nham thạch phun trào từ một miệng núi lửa ở gần thị trấn Grindavik, phía Tây Nam Iceland.

Điều kiện khí hậu xấu hơn

Hiểu được tác động của các vụ phun trào lớn trong quá khứ là rất quan trọng, nhưng những vụ phun trào tiếp theo sẽ xảy ra trong một thế giới ấm hơn nhiều so với trước đây. "Thế giới hiện nay bất ổn hơn. Vì vậy, những tác động có thể còn tồi tệ hơn những gì chúng ta đã thấy vào năm 1815", ông Michael Rampino, Giáo sư tại NYU cho biết.

Ông Thomas Aubry, một nhà khoa học về núi lửa học vật lý tại Đại học Exeter cho biết, một thế giới ấm hơn có thể khiến các vụ phun trào núi lửa lớn có tác động làm mát thậm chí còn lớn hơn. Đó là vì cách các hạt khí dung hình thành và cách chúng được vận chuyển "hoàn toàn phụ thuộc vào khí hậu".

Đại dương cũng có thể đóng một vai trò nào đó. Khi bề mặt đại dương nóng lên, một lớp nước nhẹ hơn, ấm hơn nằm trên cùng hoạt động như một rào cản ngăn sự pha trộn giữa các lớp nông và sâu hơn. Điều này khiến các vụ phun trào làm mát không cân xứng với lớp trên cùng của đại dương và bầu khí quyển phía trên nó, ông Stoffel cho biết.

Biến đổi khí hậu cũng có thể ảnh hưởng đến chính các hệ thống núi lửa. Băng tan có thể làm gia tăng các vụ phun trào, vì sự biến mất của băng làm giảm áp suất, từ đó khiến magma dâng lên nhanh hơn. Ông Aubry cho biết, các nhà khoa học cũng phát hiện ra lượng mưa cực đoan hơn có thể thấm sâu vào lòng đất, nơi nó có thể phản ứng với magma để kích hoạt một vụ phun trào.

Miệng núi lửa sâu của Núi Tambora được tạo ra bởi vụ phun trào vào tháng 4/1815.

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, nhưng các nhà khoa học lại không cho là như vậy.

Với tác động tức thời, ước tính có 800 triệu người sống trong phạm vi khoảng 60 dặm của một ngọn núi lửa đang hoạt động; một vụ phun trào lớn có thể xóa sổ toàn bộ một thành phố.

Về lâu dài, tác động có thể là thảm khốc. Nhiệt độ giảm 1 độ C có vẻ nhỏ, nhưng đó chỉ là mức trung bình. Ông May Chim, một nhà khoa học Trái đất tại Đại học Cambridge, cho biết: "Nếu chúng ta xem xét một số khu vực nhất định, tác động sẽ lớn hơn nhiều". Như vụ phun trào vào năm 43 trước Công nguyên của núi lửa Okmok ở Alaska có thể có tác động làm mát một số vùng ở Nam Âu và Bắc Phi tới 7 độ C.

Theo một phân tích gần đây của các 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 một số vựa lúa mì cùng một lúc, trong đó có Mỹ, Trung Quốc và Nga, ảnh hưởng đến an ninh lương thực toàn cầu và có khả năng dẫn đến căng thẳng chính trị, thậm chí là chiến tranh.

Thiệt hại về người và kinh tế sẽ rất lớn. Trong một kịch bản cực đoan, tương tự như Tambora, tổn thất kinh tế có thể lên tới hơn 3,6 nghìn tỷ USD chỉ trong năm đầu tiên, theo tính toán của Lloyd. Hơn nữa, sự làm mát sẽ không giúp giải tỏa 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. Có những khu vực mà các nhà khoa học đang theo dõi, trong đó có Indonesia, một trong những khu vực có hoạt động núi lửa mạnh nhất hành tinh, và Yellowstone, ở phía Tây Mỹ, nơi chưa từng trải qua một đợt phun trào lớn nào trong hàng trăm nghìn năm qua.

"Nhưng đợt phun trào nào sẽ là đợt tiếp theo và diễn ra khi nào là điều vẫn không thể dự đoán được", Giáo sư Stoffel nói và cho biết thêm rằng, không thể ngăn ngừa các vụ phun trào núi lửa lớn, nhưng có nhiều cách để chuẩn bị. Ông 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 nỗ lực cứu trợ và đảm bảo nguồn cung cấp thực phẩm.