Trái Đất suýt bước vào kỷ băng hà mới từ 2.000 năm trước

Dấu vết từ chỏm băng cổ đại

Chỏm băng Barnes nằm trên cao nguyên trung tâm đảo Baffin thuộc vùng Bắc Cực của Canada. Đây là mảnh vỡ cuối cùng còn sót lại của tảng băng Laurentide, tảng băng lớn nhất trong thời kỳ Pleistocen, từng chôn vùi phần lớn Canada dưới lớp băng dày hai dặm và giữ lại khoảng 80 mét mực nước biển. Tàn tích đó giờ đây đã cung cấp bằng chứng vật lý trực tiếp cho thấy các tảng băng có thể đã đảo ngược quá trình rút lui và bắt đầu phát triển trở lại từ hàng nghìn năm trước.

Trong một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng Laurentide đạt kích thước nhỏ nhất khoảng 3.600 năm trước, sau đó bắt đầu tái mở rộng từ khoảng 2.000 năm trước, được nhóm giải thích là bước khởi đầu của kỷ băng hà tiếp theo. Rõ ràng, kỷ băng hà hoàn toàn mới này đang trên đường hình thành cho đến khoảng năm 1960, khi tình trạng biến đổi khí hậu do con người gây ra đã đảo ngược nó.

Đá và thực vật kể chuyện

"Barnes là phần còn lại cuối cùng của một trong những vòm thuộc tảng băng Laurentide," Nicolás Young, nhà địa chất học tại Đài quan sát Trái Đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. Khi vòm khổng lồ đó mỏng dần trong thời kỳ Holocene, rìa của nó rút lên đảo Baffin, và những gì còn lại ngày nay là lõi xẹp xuống của một vật thể từng dày hai dặm. Lý do Barnes có thể làm chứng cho lịch sử của chính mình, Young giải thích, là do nhiệt độ ở phần đáy của nó.

Hầu hết các sông băng đều có phần đáy ấm, nghĩa là nước tan ở đáy cho phép chúng trượt đi, và băng trượt sẽ nghiền nát mọi thứ bên dưới, xóa sạch hồ sơ lịch sử. Barnes có phần đáy lạnh, do đó đóng băng trực tiếp vào nền đá bên dưới, giúp ngăn chặn việc trượt đi.

Phương pháp đầu tiên đo beryllium-10, một đồng vị tích tụ trong vài centimet đầu tiên của đá tiếp xúc với bầu trời. Bằng cách lấy mẫu bề mặt trên cùng của một tảng đá và đếm lượng beryllium, các nhà nghiên cứu có thể biết thời gian nó bị lộ ra ngoài. Kỹ thuật đó đã xác định ngày tảng băng rút lui. Hóa ra Laurentide đã rút lui về ranh giới băng ngày nay vào 3.600 năm trước, có khả năng thu nhỏ hơn nữa vào khoảng 3.000 năm trước.

Phương pháp thứ hai xem xét các loài thực vật đã chết. Bằng cách định tuổi bằng carbon phóng xạ phần còn lại của rêu, nhóm nghiên cứu có thể xác định chính xác thời điểm chúng chết, tạo ra thứ mà các nhà khoa học băng hà gọi là mốc thời gian chết - thời điểm băng đến một địa điểm cụ thể.

Cuộc chiến giằng co của tự nhiên

Khoảng 70% dữ liệu carbon phóng xạ của nhóm tập trung vào khoảng năm 1800 CN, thời điểm đỉnh cao của Kỷ băng hà Nhỏ. Kỷ băng hà Nhỏ đánh dấu thời điểm các sông băng ở bán cầu bắc có độ phủ lớn nhất trong những thiên niên kỷ gần đây. Tại Barnes, Young cho lập luận rằng đó chỉ là một đợt tiến sâu muộn trong chu kỳ tiến triển kéo dài hai nghìn năm.

Theo nghiên cứu, băng bắt đầu tái mở rộng vào thời điểm chính xác này vì hai lực toàn cầu đang kéo nó theo các hướng ngược lại, và một trong số đó cuối cùng đã chiến thắng.

Năng lượng mặt trời chiếu tới các vĩ độ cao phía bắc đạt đỉnh vào khoảng 10.000 đến 11.000 năm trước và giảm dần kể từ đó, đẩy hành tinh tiến tới kỷ băng hà tiếp theo. Trong khi đó, carbon dioxide trong khí quyển đã nhích lên khoảng phần triệu (ppm) từ 8.000 đến 2.000 năm trước, làm tăng hiệu ứng nhà kính làm ấm khí quyển.

Cuối cùng, 2.000 năm trước, nhiệt độ giảm xuống đủ thấp do ánh sáng mặt trời ở các vĩ độ cao giảm, và tác động của carbon dioxide không đủ cao, vì vậy các tảng băng bắt đầu tái mở rộng.

Sự can thiệp của con người

Khí nhà kính đã tăng khoảng 12 ppm từ năm 1750 đến năm 1850, thêm 50 ppm vào năm 1960 và thêm 138 ppm nữa vào năm 2024. "Một khi chúng ta bước vào Cuộc cách mạng Công nghiệp, chúng ta đang bơm lượng carbon dioxide với quy mô chưa từng xảy ra trong hồ sơ địa chất," Young nói. Đến năm 1960, khối lượng của Barnes chuyển sang mức âm và sự tiến triển của nó đã chấm dứt.

Ngày nay, chỏm băng Barnes đang chết dần. Vào những năm 1960 và 1970, khoảng 35% bề mặt của nó nằm phía trên đường tuyết của khu vực. Đến đầu những năm 2000, con số này là khoảng 3%. Ngày nay, không còn phần nào nữa. Theo các mô hình của ông, dưới bất kỳ kịch bản phát thải hợp lý nào, Barnes sẽ biến mất trong vòng vài thế kỷ tới.

Vậy chúng ta thực sự đã tránh được thảm họa bằng cách làm ấm khí hậu quá nhanh hay sao? "Thành thật mà nói, trong thời hiện đại, không ai muốn sống trong khí hậu kỷ băng hà cả. Mọi thứ sẽ khá khó khăn và hoàn toàn khác biệt," Young nói. Tuy nhiên, ông cho rằng chúng ta không hẳn đã tự làm ơn cho chính mình.