Trang chủ»Khoa học - Công nghệ»Khoa học & Công nghệ thế giới

Khoa học & Công nghệ thế giới

Biến đổi khí hậu có khiến núi lửa phun trào nhiều hơn?

Núi lửa Fagradalsfjall tại Iceland bắt đầu phun trào trở lại hôm 03/8 sau 8 tháng ngủ yên. Hiện giao thông đường không trong khu vực vẫn chưa gặp ảnh hưởng xấu nào.



Eyjafjallajokull là ngọn núi lửa có băng phủ trên đỉnh. Đợt phun trào năm 2010 của nó khiến nhiều chuyến bay tại Châu Âu bị gián đoạn - Ảnh: Arnar Thorisson/AP

Đợt phun trào lần này đã được dự đoán trước và xảy ra tại khu vực hoạt động địa chấn mạnh, vài ngày sau đợt rung chấn gần mặt đất. Khu vực phun trào không có dân cư. Khó có thể nói lần phun trào này sẽ kéo dài bao lâu. Đợt phun trào năm 2021 kéo dài đến 6 tháng.

Biến đổi khí hậu khiến mặt đất, đại dương, và bầu khí quyển ngày càng ấm lên, đồng thời khiến núi lửa hoạt động nhiều hơn, mạnh hơn, và “hiệu ứng hạ nhiệt” sau phun trào thất thường hơn. Bất kỳ viễn cảnh nào cũng đưa đến những hậu quả khôn lường. Song, chúng ta vẫn chưa hiểu hết khí hậu nóng ấm tác động như thế nào đến hoạt động của các núi lửa.

Núi lửa vùng lạnh

Giới khoa học từ lâu đã liên hệ tần suất phun trào với hiện tượng băng tan diện rộng tại các khu vực núi lửa hoạt động mạnh. Nghiên cứu liên quan đến hệ thống núi lửa tại Iceland cho thấy núi lửa từng có thời gian hoạt động dữ dội sau khi băng tan diện rộng tại điểm cuối kỷ băng hà. Tần suất phun trào giai đoạn này được xác định cao hơn 100 lần so với đầu thời kỳ băng hà. Các đợt phun trào cũng nhỏ hơn khi lớp băng trên núi dày hơn.

Có thể giải thích hiện tượng này như sau, khi các tảng băng tan ra, áp lực của chúng lên mặt đất, cũng như lên lớp vỏ là lớp phủ trên của Trái Đất giảm đi. Đá nóng chảy, hay magma, theo đó hình thành nhiều hơn tại lớp phủ, làm nguồn cung cho nhiều đợt phun trào hơn. Thay đổi về áp suất cũng ảnh hưởng đến việc magma được trữ ở đâu và như thế nào. Áp suất thấp đồng nghĩa magma dễ tìm đường trào lên mặt đất hơn.

Lượng magma được sản sinh dưới Iceland ngày một tăng khi biến đổi khí hậu khiến băng tan nhanh hơn. Đợt phun trào tro bụi của Eyjafjallajökull năm 2010 là do magma nóng chảy tác động với nước từ băng tan ra. Theo những gì ta biết được từ các đợt phun trào trong quá khứ, băng tan càng nhiều sẽ dẫn tới các đợt phun trào lớn và thường xuyên hơn.

Thời tiết và núi lửa phun trào

Thế những vùng núi lửa không có băng phủ có chịu ảnh hưởng gì từ biến đổi khí hậu hay không? Câu trả lời là có thể. Chúng ta đã biết biến đổi khí hậu khiến các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão xảy ra với cường độ lớn hơn. Những hiện tượng như thế có thể góp phần khiến núi lửa hoạt động nhiều hơn.

Hôm 06/12/2021, núi lửa Semeru tại Indonesia phun trào, tạo ra tro bụi, luồng mạt vụn, lũ bùn, khiến ít nhất 50 người thiệt mạng. Giới chức trách địa phương không lường trước được quy mô thảm hoạ. Vài ngày sau, họ phát biểu rằng lượng mưa lớn khiến vòm dung nham ở miệng núi lửa bất ổn, đổ sập. Áp lực tác động lên magma bên dưới giảm đáng kể, từ đó tạo nên một vụ phun trào.



Núi lửa Semeru phun trào, nhấn chìm các ngôi làng lân cận trong lũ bùn, buộc người dân phải sơ tán - Ảnh: Antara TV/Wikimedia Commons

Thay đổi về hoạt động núi lửa thường đi kèm những dấu hiệu báo trước như động đất xảy ra thường xuyên hơn, khí rò rỉ từ miệng núi nhiều hơn, hay hình dáng núi lửa thay đổi đôi chút (có thể được xác định bằng phương pháp trắc địa mặt đất hoặc trắc địa qua vệ tinh).

Dự báo phun trào núi lửa bình thường đã là một công việc rất phức tạp nhưng sẽ ngày càng khó khăn hơn bởi giờ đây ta phải xem xét đến những nhân tố rủi ro khác như hiện tượng thời tiết cực đoan làm hệ thống núi lửa bất ổn định.

Một số nhà khoa học cho rằng mưa lớn vào năm 2018 đã gây ra vụ phun trào ở Kīlauea, Hawaii, Mỹ. Lượng mưa lớn trong nhiều tháng liền khiến lớp đất thoáng khí bị ứ nước, gia tăng áp suất. Áp lực này khiến tầng đất đá yếu và gãy vụn, tạo cơ hội cho magma di chuyển qua kẽ nứt và trào ra ngoài. Song, nhiều chuyên gia khác phản bác giả thuyết trên và cho rằng giữa lượng mưa lớn và vụ phun trào Kīlauea không có quan hệ nhân quả nào.

Lượng mưa lớn gây phun trào núi lửa cũng là giả thuyết được một số nhà khoa học gán cho các đợt hoạt động núi lửa tại Đồi Soufrière vùng Caribbe hay Piton de la Fournaise trên Đảo Réunion ngoài khơi Ấn Độ Dương.

“Hiệu ứng hạ nhiệt” thất thường

Một phương diện khác ta cũng nên chú tâm khi nói về mối quan hệ giữa biến đổi khí hậu và núi lửa phun trào là núi lửa tự bản thân nó có thể làm biến đổi khí hậu.

Một đợt phun trào bất kỳ nào cũng có thể gây hiệu ứng hạ nhiệt hay tăng nhiệt tùy thuộc vào vị trí địa lý của núi lửa, số lượng và thành phần hóa học của tro và khí được giải phóng vào khí quyển, cũng như độ cao cột tro bụi phóng ra.

Núi lửa giải phóng nhiều khí sulfur dioxide, loại khí nhà kính ảnh hưởng nhiều nhất tới khí hậu. Chất khí này cô đặc lại thành các bụi sulfat lơ lửng ở tầng bình lưu, làm giảm lượng nhiệt từ Mặt Trời đi xuống mặt đất, gây ra hiệu ứng hạ nhiệt.

Các nghiên cứu cho thấy khí hậu ấm lên sẽ ảnh hưởng nhiều đến tương tác giữa khí thải núi lửa và lớp khí quyển. Trong một số trường hợp, khí quyển ấm hơn có thể làm giảm hiệu ứng hạ nhiệt của các đợt phun trào vừa và nhỏ đến 75%.

Những trường hợp trên giả định đỉnh tầng đối lưu (nơi tiếp giáp giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu phía trên) sẽ tăng độ cao khi bầu khí quyển ấm lên. Trong khi đó, vì cột tro bụi núi lửa vẫn chỉ đạt đến một độ cao nhất định nên khí sulfur dioxide cũng khó thâm nhập các tầng khí quyển cao hơn - nơi nó có thể gây ra những tác động lớn hơn đối với khí hậu.

Ở hướng ngược lại, các đợt phun trào dữ dội nhưng hiếm hoi có thể gây ra hiệu ứng hạ nhiệt ghê gớm hơn. Do bầu khí hậu ngày càng nóng, các cột tro bụi từ những đợt phun trào như vậy sẽ ngày càng cao, lan nhanh đến những vùng vĩ độ thấp cũng như vĩ độ cao.

Một nghiên cứu gần đây cho thấy đợt phun trào núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha’apai vào tháng 01/2022 góp phần đáng kể vào tiến trình ấm lên toàn cầu. Đó là do lượng hơi nước lớn từ vụ phun trào (một loại khí nhà kính) theo tro bụi bay thẳng lên tầng bình lưu.

Huỳnh Trọng Nhân
(Lược dịch)

SIU Review - số 118

Thông tin tuyển dụng

Thông tin cần biết

icon Giá vàng
icon Tỷ giá ngoại tệ
icon Chứng khoán