Xác định ‘thủ phạm’ làm mát Trái đất vào năm 1831

Vụ phun trào bí ẩn

Vụ phun trào năm 1831 là một trong những vụ phun trào mạnh nhất thế kỷ 19, phun ra rất nhiều lưu huỳnh đioxit vào tầng bình lưu khiến nhiệt độ trung bình hàng năm ở Bắc bán cầu giảm khoảng 1 độ C. Sự kiện này diễn ra trong thời kỳ cuối của Kỷ Băng hà Nhỏ, một trong những thời kỳ lạnh nhất trên Trái đất trong 10.000 năm qua.

Mặc dù năm phun trào lịch sử này đã được biết đến, nhưng vị trí của ngọn núi lửa thì không. Các nhà nghiên cứu gần đây đã giải quyết được câu đố đó bằng cách lấy mẫu lõi băng ở Greenland, nhìn ngược thời gian qua các lớp lõi để kiểm tra các đồng vị lưu huỳnh, hạt tro và các mảnh thủy tinh núi lửa nhỏ lắng đọng từ năm 1831 đến năm 1834.

Sử dụng địa hóa học, phương pháp xác định niên đại phóng xạ và mô hình máy tính để lập bản đồ quỹ đạo của các hạt, các nhà khoa học đã liên kết vụ phun trào năm 1831 với một ngọn núi lửa trên đảo ở phía Tây Bắc Thái Bình Dương, họ đã báo cáo vào ngày 30/12/2024 trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Theo phân tích, ngọn núi lửa bí ẩn đó là Zavaritskii nằm trên Đảo Simushir, một phần của quần đảo Kuril. Trước khi các nhà khoa học phát hiện ra điều này, vụ phun trào cuối cùng được biết đến của Zavaritskii là vào năm 800 trước Công nguyên.

“Đối với nhiều núi lửa trên Trái Đất, đặc biệt là những núi lửa ở vùng xa xôi, chúng ta hiểu rất kém về lịch sử phun trào của chúng. Zavaritskii nằm trên một hòn đảo cực kỳ xa xôi giữa Nhật Bản và Nga. Không có ai sống ở đó và các ghi chép lịch sử chỉ giới hạn trong một số nhật ký từ những con tàu đi qua những hòn đảo này sau vài năm một lần”, Tiến sĩ William Hutchison, tác giả chính của nghiên cứu đồng thời là nghiên cứu viên chính tại Khoa Khoa học Trái đất và Môi trường thuộc Đại học St. Andrews ở Vương quốc Anh, cho biết.

Với rất ít thông tin về hoạt động của Zavaritskii trong thế kỷ 19, trước đây không ai nghi ngờ rằng nó có thể là ứng cử viên cho vụ phun trào năm 1831. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu đã xem xét các núi lửa gần đường xích đạo hơn, chẳng hạn như núi lửa Babuyan Claro ở Philippines.

“Vụ phun trào này có tác động đến khí hậu toàn cầu nhưng đã bị quy nhầm là do một ngọn núi lửa nhiệt đới trong một thời gian dài. Nghiên cứu hiện cho thấy vụ phun trào diễn ra ở Kuril, không phải ở vùng nhiệt đới”, Tiến sĩ Stefan Brönnimann, trưởng nhóm khí hậu học tại Đại học Bern ở Thụy Sĩ, cho biết.

Việc nghiên cứu lõi băng Greenland cho thấy, vào năm 1831, lượng bụi lưu huỳnh — một dấu hiệu của hoạt động núi lửa — ở Greenland lớn hơn khoảng 6,5 lần so với ở Nam Cực. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng, phát hiện này cho thấy nguồn gốc là một vụ phun trào lớn từ một ngọn núi lửa vĩ độ trung bình ở Bắc bán cầu.

Nhóm nghiên cứu cũng đã phân tích hóa học tro và mảnh thủy tinh núi lửa có chiều dài không quá 0,02 mm. Khi các nhà khoa học so sánh kết quả của họ với các tập dữ liệu địa hóa từ các vùng núi lửa, kết quả trùng khớp nhất là ở Nhật Bản và Quần đảo Kuril. Các vụ phun trào núi lửa ở Nhật Bản vào thế kỷ 19 đã được ghi chép lại đầy đủ và không có hồ sơ nào về một vụ phun trào lớn vào năm 1831. Nhưng những đồng nghiệp đã từng đến thăm các núi lửa ở Quần đảo Kuril trước đó đã cung cấp các mẫu vật giúp các nhà nghiên cứu tìm ra sự trùng khớp về mặt địa hóa với miệng núi lửa Zavaritskii.

Hơn nữa, theo tiến sĩ Hutchison, phân tích thể tích và đồng vị lưu huỳnh của miệng núi lửa cho thấy miệng núi lửa hình thành sau một vụ phun trào lớn từ năm 1700 đến năm 1900, khiến Zavaritskii trở thành “ứng cử viên hàng đầu” cho vụ phun trào bí ẩn vào năm 1831.

Sự kết thúc của Kỷ Băng hà Nhỏ

Cùng với Zavaritskii, 3 ngọn núi lửa khác đã phun trào từ năm 1808 đến năm 1835. Chúng đánh dấu sự suy tàn của Kỷ Băng hà Nhỏ, một hiện tượng khí hậu bất thường kéo dài từ đầu những năm 1400 đến khoảng năm 1850. Trong thời gian này, nhiệt độ hàng năm ở Bắc bán cầu giảm trung bình 0,6 độ C. Ở một số nơi, nhiệt độ mát hơn bình thường 2 độ C và tình trạng mát mẻ kéo dài trong nhiều thập kỷ.

2 trong 4 vụ phun trào đã được xác định trước đó: Núi Tambora ở Indonesia phun trào vào năm 1815 và Cosegüina phun trào ở Nicaragua vào năm 1835. Ngọn núi lửa tạo ra vụ phun trào năm 1808/1809 vẫn chưa được biết đến. Các tác giả nghiên cứu đã báo cáo rằng, việc thêm Zavaritskii làm nổi bật khả năng các núi lửa ở Quần đảo Kuril có thể phá vỡ khí hậu của Trái đất.

Sau vụ phun trào năm 1831, tình trạng lạnh hơn và khô hơn đã xuất hiện ở Bắc bán cầu. Các báo cáo về nạn đói và khó khăn lan rộng nhanh chóng theo sau, khi nạn đói lan rộng khắp Ấn Độ, Nhật Bản và châu Âu, ảnh hưởng đến hàng triệu người.

Ông Hutchison cho rằng, có vẻ như sự lạnh đi của khí hậu núi lửa đã dẫn đến mất mùa và nạn đói. Và một trọng tâm của nghiên cứu đang diễn ra là tìm hiểu mức độ mà những nạn đói này là do sự lạnh đi của khí hậu núi lửa hay do các yếu tố chính trị xã hội khác gây ra.

“Bằng cách cung cấp một thông tin đã mất từ ​​lâu về các ngọn núi lửa thế kỷ 19 đã làm mát khí hậu Trái đất, nghiên cứu này có lẽ củng cố thêm niềm tin của chúng ta về vai trò của các vụ phun trào núi lửa trong giai đoạn cuối của Kỷ Băng hà Nhỏ”, ông Brönnimann cho biết.

Theo ông Hutchison, giống như Zavaritskii, nhiều ngọn núi lửa trên toàn thế giới nằm ở những nơi biệt lập và được giám sát kém, khiến việc dự đoán thời điểm và địa điểm xảy ra vụ phun trào lớn tiếp theo trở nên khó khăn. Nếu có một bài học rút ra từ vụ phun trào năm 1831, đó là hoạt động núi lửa ở những nơi xa xôi có thể gây ra hậu quả tàn khốc trên toàn cầu.

“Chúng ta thực sự không có sự phối hợp giữa cộng đồng quốc tế để cùng nhau hành động khi vụ phun trào lớn tiếp theo xảy ra. Đó là điều mà chúng ta cần suy nghĩ với tư cách là nhà khoa học và một xã hội”, ông Hutchison nói.