Biến đổi khí hậu toàn cầu - Phần 2

22/11/2015

 

Phần 2. Xét lại quá khứ để tiên đoán tương lai

 

Hiện tại nước biển đang dâng cao. Đó là một thực tế không còn gì để nghi ngờ. Không phải chỉ có ngày nay nước biển dâng cao, mà đây là một hiện tượng tuần hoàn của đại dương từ ngày trái đất được thành lập cách đây 4,5 tỉ năm.

Trong 900 ngàn năm qua, biển cũng đã trải qua nhiều lần dâng cao và hạ thấp. Trên mỗi đỉnh cao, biển cũng dâng lên, hạ xuống, với biên độ nhỏ chừng 2-3 m (Hình 1a).

Cách đây 120 ngàn năm (Hình 1b, hình 4), mực nước biển cao hơn hiện nay 6 m. Vào thời đại băng hà cách đây 18 ngàn năm, nước biển thấp hơn mực nước hiện nay 120 m. Sau đó, băng hà tan và nước biển dâng cao lại. Cách đây 9 ngàn năm, mực nước Biển Đông cao hơn hiện nay 3 - 4 m, và sau đó bắt đầu thấp dần trong suốt 2 ngàn năm đến mực nước hiện tại. Cách đây 6 ngàn năm, nước biển Đông lại dâng cao trong suốt 1 ngàn năm và cao hơn hiện nay 3 m. Cách đây 4,5 ngàn năm nước biển bắt đầu hạ thấp trở lại và cách đây 2,5 ngàn năm đến gần đây, mực nước biển ổn định. Nay nước biển lại bắt đầu dâng cao, lý do là nhiệt độ toàn cầu gia tăng do khí thải nhà kính con người tạo nên.

Hình 1. Biến đổi mực nước biển toàn cầu trong 900 ngàn năm qua (a, hình trên), và chi tiết hơn trong 140 ngàn năm qua (b, hình dưới).

Các nghiên cứu về san hô cổ đại cũng cho biết mực nước Biển Đông trong vòng cách đây 6.500 - 7.050 năm có ít nhất 4 lần nước dâng lên/hạ thấp, với chu kỳ cách khoảng 450 năm, và mực nước chỉ giao động khoảng 20 – 40 cm, có lúc cao hơn hiện nay từ 1,71 đến 2,19 m.

Hình 2. Dấu vết mực nước biển thời đại quá khứ ở Vịnh Hạ Long (trái) và Hà Tiên (phải) do ăn mòn trên khối đá.

 

Trên thế giới, có 23 trạm quan trắc rải rác trên toàn cầu có đầy đủ dữ kiện từ năm 1900 đến 2000, cho biết nước biển dâng cao 18 cm, tức trung bình khoảng 1,8 mm/năm trong thế kỷ qua. Đại học Colorado tại Boulder kết hợp số đo của 213 trạm quan trắc trên thế giới trong thời gian 175 năm (từ 1807 đến 1982) thì nước biển dâng cao từ 1,2 mm/năm đến 2,4 mm/năm, tùy vị trí địa lý, với trị số trung bình 1,60 mm/năm.

Việt Nam có 21 đài quan trắc dọc duyên hải từ Mong Cái đến Hà Tiên và ngoài hải đảo, trong số này có 7 trạm quan trắc khá chính xác, từ bắc xuống nam là Hòn Dấu (ngoài khơi Hải Phòng, thiết lập năm 1956), Hòn Ngư (ngoài khơi Cửa Lò, Nghệ An, 1961), Đà Nẵng (1963), Qui Nhơn (1963), Vũng Tàu (1918), Phú Quốc (1976) và DK-1-7 (thuộc Trường Sa, 1995). Theo kết quả quan trắc, trong thời gian 1960-2000, nước biển dâng 1,9 mm/năm tại Hòn Dấu; 1,75 mm/năm tại Qui Nhơn, nhưng 2,56 mm/năm tại Vũng Tàu và Đà Nẵng.

Tại sao có sự khác biệt con số giữa các vị trí không xa lắm?

Nhà địa chất học Andrea Dutton của Đại học Florida ở Gainesville đã trải nhiều năm nghiên cứu san hô và ốc thời cổ đại có tuổi trên 100.000 năm còn đính trên các vách núi ở Ấn Độ Dương cho tới vùng biển Carribean, hay trên các khối đá xây cất đền đài cổ xưa trên bán đảo Yucatán (Mexico), v.v.

Hình 3. Cô TS Andrea Dutton, địa chất học, nghiên cứu san hô thời cổ đại để biết nước biển dâng cao và liên hệ với lượng CO₂ trong khí quyển .Để ý các vỏ sò ốc còn đính trên vách đá

 

TS Andrea Dutton là một trong số các nhà khoa học đi tìm bằng chứng của nước biển dâng cao khi mảng băng hà vùng cực tan rã do nhiệt độ gia tăng, và đồng thời trả lời các câu hỏi là có sự tương quan nào giữa lượng CO₂ của khí quyển với nhiệt độ không khí và chiều cao của nước biển dâng lên và thời gian dâng trong bao lâu? Nếu kết quả nghiên cứu trả lời chính xác các câu hỏi trên sẽ giúp tiên đoán sự kiện nước biển đang gia tăng hiện nay, sẽ dâng cao bao nhiêu và kéo dài trong thời gian bao lâu.

Để trả lời các câu hỏi nêu trên, các nhà khoa học chú trọng nghiên cứu mực nước biển ở 3 thời kỳ, khi mà nhiệt độ tương đương hay cao hơn hiện nay, và lượng CO₂ tương đương hay thấp hơn hiện nay:

- Khoảng 3 triệu năm trước đây, lúc nhiệt độ toàn cầu cao hơn hiện nay 1-2°C, và lượng CO₂ trong khí quyển tương tự như hiện nay (khoảng 400 ppm, phần triệu).

- Khoảng 400.000 và 250.000 năm trước đây, lúc nhiệt độ tương tự như hiện nay, nhưng lượng CO₂ thấp hơn, khoảng 250 ppm đến 300 ppm.

Kết quả cho thấy mực nước biển trong cùng một thời đại khá khác biệt. Chẳng hạn, ở thời đại cách đây 400.000 năm, mực nước biển tại bờ biển cao hơn ngày nay 9 m, nhưng ở vài đảo ngoài khơi như Bermuda và Bahamas thì sự cách biệt tới 21 m. So sánh khoảng cách giữa mực nước biển với mực xoi mòn trên vách đá vôi ở Vịnh Hạ Long và Hà Tiên cũng thấy sự khác biệt này (Hình 2).

Sự khác biệt các con số này được các nhà khoa học giải thích như sau:

- Thành phần hóa học cấu tạo san hô biến đổi theo thời gian, nên việc tính tuổi của biến cố dựa vào tuổi san hô không chính xác lắm.

- Khối băng hà khổng lồ khi chìm làm nước gần khối băng hà dâng rất cao và càng xa thì hạ thấp dần, chứ không đồng đều như nhau.

- Khối băng hà khổng lồ rất nặng đè lên vỏ trái đất làm chỗ bị đè lún xuống nhưng kế bên ngoài thì được nâng lên.

- Trái đất ở thể động vì hoạt động địa chất bên trong vẫn còn tiếp tục (núi lửa, động đất, xuất hiện đường nứt địa chất, v.v.), nên có chỗ đất được nâng lên, có chỗ bị sụt xuống. Chẳng hạn, ở Hoa Kỳ nền đất vùng phía nam ở bờ biển đông được nâng cao so với vùng phía bắc. Các nhà địa chất tính toán rằng bờ biển phía nam này đã được nâng cao khoảng 60 m trong suốt thời gian 3 triệu năm qua.

Ở thời đại cách đây 400.000 năm sở dỉ có sự khác biệt giữa 2 con số 9 m tại bờ biển và 21 m tại hải đảo Bermuda và Bahamas là tại vì hai đảo này nằm trên vùng lân cận của khối băng hà Nam Cực khổng lồ vào thời đại băng hà làm nước biển dâng cao và bị chìm xuống khi băng hà rút lui về Nam Cực như hiện nay. Sau khi dùng máy vi tính điều chỉnh thì nước biển thời đó dâng từ 6 đến 13 m cao hơn hiện nay (Hình 4). Tương tự như vậy, mực nước biển vào thời đại này tại nam Phi Châu cao hơn hiện nay từ 8 đến 11,5 m.

Nghiên cứu san hô thời cổ đại cách đây khoảng 125.000 năm tại vách đá vùng biển Seychelles trên Ấn Độ Dương cách bờ đông của Phi Châu khoảng 1500 km cho thấy nước biển cao hơn hiện nay 6-9 m (Hình 4).

IPPC tiên đoán nếu nhiệt độ toàn cầu tăng 4,8°C vào năm 2100, nước biển sẽ dâng cao 1m. Tuy nhiên các nghiên cứu cho thấy ở thời đại cách đây 125.000 năm nhiệt độ chỉ cao hơn hiện nay 1° đến 2°C, nhưng CO₂ thấp hơn (285 ppm so với 400 ppm hiện nay) nước biển đã dâng từ 6 đến 9 m cao hơn hiện nay (Hình 4).

Hình 4. Nghiên cứu về thời cổ đại, khi nhiệt độ tương đương hay cao hơn hiện nay chút ít có thể làm mực nước biển dâng cao đáng kể.

 

Ngày nay các nhà khoa học không còn quan tâm nhiều về chiều cao nước biển sẽ dâng mà bắt đầu quan tâm nghiên cứu vận tốc nước biển dâng cao mau đến mức nào. Các nghiên cứu của TS Dutton trên san hô có tuổi 121.000 năm đính trên đá xây dựng đền đài ở công viên Yucatán (Mexico) cho biết nước biển dâng cao 3 m chỉ trong vòng không tới 100 năm, tức trung bình dâng cao 30 mm/năm, trong lúc hiện nay vận tốc trung bình 1,60 mm/năm (19 lần nhanh hơn). Như vậy có nghĩa là băng hà ở Nam Cực vào thời đó đã tan quá nhanh mặc dầu nhiệt độ chỉ cao hơn nhiệt độ ngày nay chỉ 1 đến 2°C.

Các nghiên cứu gần đây nhất cho thấy chỉ cần tăng thêm 1 – 2°C, mực nước biển dâng cao và dâng rất nhanh như đã xảy ra trong quá khứ.

Ngày nay, băng hà ở Nam Cực đã có dấu hiệu tan rã nhanh và thoái lùi mau chóng. Không những chỉ ở Nam Cực, khối băng hà Zachariæ Isstrøm ở đông bắc Greenland đang trong giai đoạn tan rã rất nhanh kể từ 2012, và nếu tan rã hết, nước biển sẽ dâng cao 0,5 m. Với vận tốc tan rã hiện nay của khối băng hà này thì chỉ trong vài thập niên tới nước biển sẽ dâng cao đáng kể.

Phải chăng đây là bắt đầu của một giai đoạn mới của mực nước biển dâng nhanh hơn dự đoán hiện nay, như đã từng xảy ra trong quá khứ cách đây 120.000 năm?

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÁNH

Warren Corwall (13/11/2015). Ghosts of oceans past. Science, số 350, ngày 13/11/2015. http://www.sciencemag.org/content/350/6262/750.full

 

Reading, 11/2015