Chúng ta đau xót chứng kiến cái chu kỳ làm phiền lòng nhân loại: cứ tới giữa tháng Chín, lượng băng phủ Bắc Băng Dương lại tụt giảm mạnh. Năm nay, băng chỉ phủ trên diện tích 3,74 triệu kilomet vuông, là số đo thấp thứ hai trong vòng 42 năm nay, tính từ khi các nhà khoa học dùng vệ tinh để theo dõi băng nơi đây. Băng chỉ phủ khoảng 50% diện tích so với 40 năm trước.
Như Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu đã chỉ ra, mức carbon dioxide trong bầu không khí hiện đang cao hơn bất cứ thời điểm nào trong lịch sử loài người. Ba triệu năm trước, trong Thế Pliocen - Thế Thượng Tân, Trái Đất lần cuối cùng chứng kiến khí quyển có lượng CO2 dày đặc như hiện tại.
Dữ liệu thu thập được trong 42 năm (chỉ trừ thời điểm 2012) cho thấy mức băng tối tiểu của Bắc Cực cuối mỗi mùa hè giảm dần.
Theo lời các nhà địa chất học nghiên cứu các mốc phát triển Trái Đất cũng như khả năng hỗ trợ sự sống của khí hậu, thì những thay đổi nơi Bắc Cực chính là dấu hiệu cho thấy biến đổi khí hậu sẽ thay đổi cả hành tinh này.
Nếu lượng khí nhà kính tiếp tục tăng, khí hậu Trái Đất có thể sẽ lại giống với 3 triệu năm trước, với mực nước biển cao hơn, thời tiết bất ổn định và sẽ khiến trạng thái của cả thế giới tự nhiên lẫn xã hội con người thay đổi.
Bắc Cực của Thế Pliocen
Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Julie Brigham-Grette và Steve Petsch - giáo sư và phó giáo sư khoa học địa chất tới từ Đại học Massachusetts Amherst - đã tiến hành phân tích các lõi trầm tích lấy từ Hồ El’gygytgyn ở Nga, nhằm hiểu hơn về khí hậu Bắc Cực trong thế Pliocen, thời điểm khí quyển chứa nhiều CO2.
Những mẫu phấn hoa hóa thạch ẩn trong lõi trầm tích cho thấy Bắc Cực của thuở 3 triệu năm trước khác ngày nay nhiều lắm.
Chúng ta đang biết Bắc Cực là vùng đồng bằng không bóng cây, với đây đó là thảm thực vật lãnh nguyên như cỏ, cây lách sống gần nước và một loài loài hoa dại. Thế nhưng phấn hoa trong lõi trầm tích với niên đại triệu năm tuổi lại tới từ những cây như thông rụng lá, vân sam, thông và độc cần. Điều đó cho thấy rừng phương bắc đã từng sum sê nơi đất lạnh.
Rừng phương bắc (boreal forest).
Bởi lẽ Bắc Cực ấm hơn nhiều trong giai đoạn Thế Pliocen, dải băng Greeland không tồn tại. Những sông băng nhỏ chảy dọc khu vực đồi núi phía tây Greenland là một trong những nơi ít ỏi có băng phủ quanh năm. Chỉ có Bắc Cực là điểm nhiều băng nhất Trái Đất trong Thế Pliocen.
Khi xưa, biển ấm hơn và không có những dải băng lớn ở Bán Cầu Bắc nên mực nước biển cao hơn hiện tại khoảng từ 9-15 mét. Bờ biển không được như ngày nay, nhiều vùng vịnh ngập sâu trong nước mặt. Mùa đông ấm cũng khiến khiến tuyết rơi không dày.
Tại sao khí quyển trong Thế Pliocen lại nhiều CO2 thế?
Những sự kiện tự nhiên diễn ra suốt lịch sử Trái Đất thải nhiều CO2 vào khí quyển, trong khi đó nhiều quá trình khác lại hấp thụ CO2. Hệ thống chính giữ cho mức CO2 cân bằng và điều hòa khí hậu Trái Đất là một "bộ ổn định nhiệt độ tự nhiên" dưới dạng những loại đá phản ứng và hấp thụ được CO2 trong không khí.
Trong đất, một số loại đá thu nhận CO2 để phân rã thành những vật chất khác. Những phản ứng hóa học này diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ cao và lượng mưa lớn - đó cũng chính là khí hậu Trái Đất khi mà lượng khí nhà kính tiếp tục tăng.
Bộ ổn định nhiệt độ tự nhiên kia có cơ chế điều hòa của riêng mình. Khi CO2 và nhiệt độ tăng, tốc độ đá phân rã tăng do hấp thụ được nhiều CO2 trong không khí. Nếu lượng CO2 giảm xuống mức nhất định, nhiệt độ toàn cầu giảm và quá trình phản ứng hóa học của đá cũng chậm lại, lượng CO2 tụt từ từ.
Cảnh trí của Thế Pliocen dưới con mắt của họa sĩ thế kỷ 19.
Phản ứng phân rã đá xảy ra nhanh hơn tại những nơi đất xuất hiện nhiều khoáng chất lộ thiên. Có thể lấy ví dụ là những nơi có độ xói mòn cao, hay những giai đoạn mảng địa chất của Trái Đất có biến động, đẩy đất lên cao thành những dãy núi sườn dốc.
Xét theo khía cạnh địa chất, bộ ổn định nhiệt độ vận hành chậm rãi. Ví dụ, ở cuối Kỷ Khủng long (khoảng 65 triệu năm trước), ước tính mật độ CO2 trong không khí cực cao (khoảng từ 2.000-4.000 ppm), và phải mất 50 triệu năm để CO2 giảm một cách tự nhiên xuống tới mức như ở Thế Pliocen, với mật độ khoảng 400 ppm (đơn vị "ppm" để chỉ 1 triệu phần không khí thì có 1 phần CO2).
Bởi tốc độ thay đổi của mức CO2 trong không khí chậm, khí hậu Trái Đất cũng biến đổi chậm. Hệ sinh thái đã có tới hàng triệu năm để thích nghi, điều hòa lại bản thân cho phù hợp với khí hậu chung.
Ta sẽ sớm đối mặt với khí hậu giống với kỷ Pliocen?
Hoạt động của con người ngày nay tạo ra lượng CO2 quá lớn, khiến quá trình hấp thụ CO2 tự nhiên không theo kịp. Ở thời điểm đầu của Thời đại Công nghiệp năm 1750, lượng CO2 trong không khí đạt mức 280 ppm. Con người chỉ mất 200 năm để đưa Trái Đất trở lại mốc mật độ CO2 chưa từng thấy trong suốt hàng triệu năm.
Đa số các thay đổi trong mật độ CO2 diễn ra từ Thế chiến Thứ Hai. Việc mật độ CO2 tăng khoảng từ 2-3ppm mỗi năm đã là chuyện thường tình; Trái Đất do đó mà nóng lên với tốc độ nhanh chóng. Tính từ năm 1880, Hành tinh Xanh đã nóng lên thêm 1 độ C, tốc độ tăng nhanh hơn vài lần so với những đợt nóng lên diễn ra trong 65 triệu năm qua.
Bắc Cực mùa hè.
Xét riêng tại Bắc Cực, băng và tuyết phản ánh nắng khiến tốc độ tăng còn cao hơn. Do đó, băng tại Bắc Băng Dương có xu hướng giảm ngày một nhiều. Các nhà nghiên cứu ước tính trong vòng 2 thập kỷ nữa, Bắc Cực sẽ không còn băng trong mùa hè.
Đây không phải bằng chứng duy nhất cho thấy Bắc Cực đang ngày một ấm lên. Tốc độ tan của băng tại Dải Băng Greenland nhanh đáng kể. Hồi đầu tháng Tám, thềm băng còn lại của Canada đã vỡ và rơi xuống biển. Nhiều vùng biển cận Cực Bắc chứng kiến mốc nhiệt độ cao đột biến.
Nếu như khí hậu Trái Đất tương tự với những gì xảy ra trong Thế Pliocen, các thành phố ven biển, những miền nông nghiệp gần biển đứng trước nguy cơ lớn. Ta hoàn toàn có thể tránh chạm mặt tương lai ảm đạm này bằng cách giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, vặn ngược lại bộ ổn định nhiệt độ để Trái Đất nguội đi chút đỉnh.
Tham khảo The Coversation