Sắp tận thế do núi lửa?

iStockBản quyền hình ảnhISTOCK

Campi Flegrei, ‘gã khổng lồ sắp thức giấc’ ở Ý chắc chắn không phải là siêu núi lửa duy nhất trên Trái Đất. Lịch sử địa chất của Trái Đất gồm rất nhiều sự kiện phun trào núi lửa mang tính hủy diệt.

Ở phía Tây Nam Colorado có một hẻm núi rộng 100km, sâu 1km được gọi là La Garita Caldera. Nó là minh chứng cho một trong những vụ nổ đơn lẻ lớn nhất trong lịch sử Trái Đất xảy ra gần 28 triệu năm trước, làm nổ tung gần 5000 km khối đá nóng chảy.

May mắn cho chúng ta, các mảng kiến tạo sau đó đã tự sắp xếp lại nên sự kiện đó sẽ không bao giờ được lặp lại. Nhưng gần 75.000 năm trước, ở Indonesia đã xảy ra một trận phun trào với quy mô tương tự và siêu núi lửa gây ra trận phun trào hiện vẫn đang hoạt động.

Nằm ở giữa dãy núi phía bắc Sumatra, hồ Toba là một địa điểm thu hút khách du lịch bởi vẻ đẹp tự nhiên và yên bình. Nhưng thực ra đây là một miệng núi lửa khổng lồ, là dấu vết để lại của hiện tượng khí hậu khắc nghiệt nhất trong lịch sử loài người.

“Phun trào núi lửa Toba là một sự kiện lớn khi so sánh với bất kỳ vụ phun trào núi lửa nào khác trong hàng chục triệu năm qua,” Clive Oppenheimer, từ Đại học Cambridge, người nghiên cứu những núi lửa lớn nhất nói. “Nó là một sự kiện nổi bật vì nó xảy ra vào khoảng thời gian loài người hiện đại xuất hiện, bắt đầu ra khỏi châu Phi và lan đến khắp châu Á.”

Tuy nhiên, những ảnh hưởng chính xác của nó tới loài người vẫn luôn là chủ đề gây tranh cãi.

Vào khoảng năm 1990, các nhà nghiên cứu núi lửa đã phát hiện một lượng lớn tro lắng đọng có nguồn gốc từ trầm tích hồ Toba rải rác ở Ấn Độ Dương. Tro có chứa các dấu hiệu hóa học có nguồn gốc 75.000 trước. Các nghiên cứu sau đó cũng tìm được mẫu tro tương tự ở Biển Đông, Biển Ả-rập, thậm chí ở hồ Malawi cách Tobo tới chừng 7.000km.

Quy mô khổng lồ của trận phun trào khiến các loại khí từ núi lửa Toba thoát ra vào khí quyển ở cả hai nửa bán cầu, khiến chúng lan ra khắp nơi. Việc biết chính xác loại khí nào với lượng bao nhiêu là rất quan trọng để hiểu tác động của nó tới khí hậu và những gì sẽ xảy ra tiếp theo. Nhưng đến thời điểm hiện tại, đó vẫn còn là một câu hỏi.

“Có một lõi băng ở Greenland có bằng chứng hóa học cho biết nhiệt độ toàn cầu đã thay đổi thế nào trong suốt 125.000 qua,” nhà khảo cổ học Sacha Jones của Đại học Cambridge, người đã dành nhiều năm nghiên cứu Toba, nói. “Mỗi năm họ nghiên cứu một lớp băng khác nhau và đo lượng sulphate nằm giữa các lớp băng này. Người ta đã ghi nhận một lượng sulphate cao và có vẻ mức này tương ứng với thời điểm phun trào của Toba.”

A supervolcano is likely to cause severe disruption to air travel

Một trận phun trào của siêu núi lử nhiều khả năng sẽ gây gián đoạn nghiêm trọng cho ngành hàng không

Nếu trận phun trào núi lửa Toba thực sự sinh ra một lượng lớn khí dioxide sulphate khắp thế giới, các nhà khoa học dự đoán rằng, có thể nó có thể đã gây ra hiện tượng giảm nhiệt độ toàn cầu, làm tối bầu trời trong nhiều năm. Bên cạnh đó, các nhà di truyền học đã nghiên cứu mẫu ti thể DNA của người vào những năm đầu 1990 và xác định được cái gọi là “nút thắt dân số”, vốn xảy ra trong khoảng 50.000 tới 100.000 năm trước. Nhiều người ngay lập tức thiết lập mối liên hệ với Toba.

Tuy nhiên, không phải tất cả mọi người đều bị thuyết phục.

“Hơn 10 năm qua, người ta đã bắt đầu nghi ngờ việc Toba đã suýt tiêu diệt loài người thông minh Homo sapiens,” Oppenheimer nói.

“Magma có thể phá hủy hay giữ khí carbon dioxide, nước, lưu huỳnh với mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào từng trận phun trào. Phân tích hóa học của tro từ hồ Toba khẳng định rằng magma của nó không thể chứa được quá nhiều lưu huỳnh.”

Cũng có thêm một số hoài nghi từ kết quả khảo cổ.

Indonesia, Malaysia và Ấn Độ đều được cho rằng đã bị phủ bởi một lớp tro mỏng nhất là 5cm từ Toba. Điều này đã làm ảnh hưởng tới thực vật và gây ngập lụt trên diện rộng.

Tuy nhiên, các nghiên cứu khảo cổ học về tro lắng đọng lại chỉ ra rằng con người có khả năng thích nghi với các thay đổi của môi trường một cách đáng kinh ngạc.

“Những dấu hiệu chính cho hoạt động của con người tại thời điểm đó là các công cụ bằng đá thời kỳ giữa Kỷ Đồ đá Cũ (Middle Palaeolithic) như cào và vật có mũi nhọn,” theo Jones, người đã khai quật các địa điểm trong thung lũng Jurreru ở Andhra Pradesh, Ấn Độ, nói.

“Khi khai quật trầm tích ở trên, trong và phía dưới lớp tro Toba, chúng tôi đã không thấy sự thay đổi nhiều về kỹ thuật trong suốt các thời kì đồ đá trước và sau trận phun trào. Điều này gợi ý rằng, trận phun trào đã không thực sự gây ra tuyệt chủng hàng loạt.”

Nguyên nhân chính có thể là phần lớn tro từ Toba đã đổ xuống biển và chỉ gây ra ảnh hưởng nhỏ tới những động vật trên cạn như con người. Tuy nhiên, Jones tin rằng, trận phun trào thực sự có tác động nặng nề tới một số cộng đồng.

“Toba là một một trận phun trào lớn, nên nó sẽ có ảnh hưởng to lớn tới một số khu vực cụ thể,” bà nói. “Toàn bộ khu vực lân cận Thái Bình Dương rất đa dạng với nhiều kiểu khí hậu khác nhau với rừng nhiệt đới, sa mạc, núi… Những người sống ở một số khu vực nhất định có thể chịu thiệt hại nhiều hơn những người sống ở các khu vực khác.”

Nhưng tương lai của Toba là gì? Các nhà địa chất học và địa lý học nghiên cứu núi lửa vẫn quan tâm đến bể ngầm chứa magma. Nó có thể bị đánh thức nếu đường đứt gãy Sumatra phân chia hòn đảo và chạy qua núi Toba hoạt động trở lại.

Khi đó, giải pháp duy nhất là di tản diện rộng. Nhưng chúng ta còn không biết sẽ được nhận cảnh báo ở mức nào để kịp đối phó.

Nằm ở phía dưới vườn quốc gia Yellowstone, Mỹ, siêu núi lửa Yellowstone là một trong những địa điểm được giám sát chặt chẽ nhất trên thế giới. Hàng loạt các công cụ được sử dụng để phát hiện các thay đổi đáng chú ý như: máy đo địa chấn để phát hiện chuỗi động đất, cảm biến GPS để đo sự dịch chuyển và nhô lên của mặt đất, thậm chí cả hình ảnh vệ tinh để theo dõi thay đổi áp lực trong các ống ngầm magma.

Yellowstone đã có ba trận siêu phun trào trong 2,1 triệu năm qua.

Trận đầu tiên được coi trận phun trào lớn nhất trong mọi thời đại. Nó sản sinh ra lượng tro gấp 2.500 lần trận phun trào núi Helens năm 1980. Nếu Yellowstone phun trào lần nữa, một số nhà khoa học cho rằng nó sẽ gây tàn phá hơn cả Toba vì phần lớn tro sẽ phủ lên đất liền chứ không phải ngoài biển.

“Lần phun trào lần cuối của Yellowstone có thể là đã phủ lớp tro khắp châu Mỹ,” David Pyle từ Đại học Oxford nói. “Nếu bạn lấy một diện rộng đất lục địa và phủ một lớp tro núi lửa dày 10cm lên nó, tất cả các các chất hữu cơ và cây cối, thực vật sẽ chết. Động vật sẽ ăn phải thức ăn có chất độc. Và mặt đất bỗng chốc sẽ trở lên sáng hơn, nhiều bức xạ Mặt trời bị hắt lại bầu khí quyển dẫn đến hậu quả là hạn hán kéo dài.”

Khi nguồn cung cấp nước bị tắc nghẽn ảnh hưởng đến đường truyền điện và làm gián đoạn hoàn toàn vận tải trên mặt đất, ngay lập tức sẽ xảy ra khủng hoảng.

If Yellowstone's supervolcano exploded, it could devastate the West Coast of the US

Nếu siêu núi lửa Yellowstone hoạt động, nó sẽ tàn phá khu Bờ Tây nước Mỹ

“Nếu Yellowstone, Campi Flegrei hay Toba phun trào thì việc đó sẽ gây ảnh hưởng kinh tế nghiêm trọng toàn cầu do cách thức nền kinh tế toàn cầu vận hành ngày nay,” Oppenheimer nói. “Chúng ta đã nhận thấy điều này sau trận phun trào núi lửa khá nhỏ ở Iceland năm 2010. Nó ảnh hưởng tới chuỗi cung ứng của Volkswagen vì phần lớn các bộ phận được cung cấp bởi Nhật Bản. Hàng không toàn cầu cũng bị ảnh hưởng trong nhiều thập kỉ. Và nếu quá nhiều khí dioxide sulphate được sinh ra, gió mùa và khí hậu sẽ bị thay đổi đột ngột ảnh hưởng đến an ninh lương thực toàn cầu.”

Những điều này vẫn còn mơ hồ, nhưng các nhà khoa học hoài nghi rằng một sự kiện mang tính phá hủy đơn lẻ như vậy có thể thể tiêu diệt loài người.

 

Thay vào đó, các nhà nghiên cứu hoạt động của núi lửa cho rằng một loại sự kiện núi lửa khác sẽ có đe dọa lớn hơn tới sự tồn tại của chúng ta.

Trong suốt 500 triệu năm qua, năm lần diệt chủng hàng loạt theo dấu tích hóa thạch để lại đều liên quan đến những trận phun trào nham thạch khổng lồ. Nhưng những trận phun trào này không xảy ra như những sự kiện đơn lẻ mà kéo dài liên tục trong hàng trăm nghìn năm. Chúng được gọi là những trận lụt nham thạch do sự nóng chảy của các vật chất nóng sâu bên trong Trái Đất.

Trận lụt nham thạch dữ dội nhất được biết đến được cho là có liên quan đến sự trôi dạt của các mảng lục địa. Đã xảy ra 11 vụ trong suốt 250 triệu năm qua, mỗi lần lại thay đổi hệ thống các dãy núi, cao nguyên hay sự hình thành núi lửa. Một trận lụt nham thạch xảy ra khoảng 66 triệu năm trước đã mở rộng khối đá núi lửa gọi là Deccan Traps ở phía tây trung Ấn Độ. Những trận phun trào dung nham này có thể là nguyên nhân dẫn đến tuyệt chủng hàng loạt xảy ra vào thời điểm đó. Chúng đã sinh ra hỗn hợp nhiều loại khí làm axit hóa đại dương và biến đổi khí hậu.

Vấn đề là không ai biết trận lụt nham thạch tiếp theo sẽ xảy ra khi nào. “Chúng tôi trông đợi rằng trận lụt nham thạch tới sẽ xảy ra vào khoảng 50 triệu năm nữa, nhưng tôi không nghĩ rằng có ai có thể biết được ở đâu và khi nào,” Pyle nói.

Cho dù chúng ta dự đoán là sự kiện tới đây sẽ là trận siêu phun trào núi lửa hay là trận lụt nham thạch thì vấn đề cũng không khác gì nhiều. Phun trào siêu núi lửa chưa từng được lưu lại trong lịch sử loài người, trong khi trận lụt nham thạch lần cuối xảy ra khoảng 10 triệu năm trước ở phía nam Canada – hàng triệu năm trước khi loài người xuất hiện trên Trái Đất.

Do đó, dù các điểm nóng núi lửa trên thế giới đang được theo dõi rất tốt, chúng ta không biết điều gì sẽ xảy tới cũng như những cảnh báo có thể nhận được trước khi xảy ra sự kiện. Mô phỏng về thời gian của chúng ta bị giới hạn bởi chu kỳ núi lửa kéo dài hàng triệu năm.

Chúng ta không biết mình đang ở đâu trong chu kỳ đó. Hoàn toàn có thể sẽ không có chuyện gì xảy ra trong suốt cuộc đời chúng ta, thậm chí hàng trăm nghìn năm tới. Có một điều chắc chắn duy nhất về những trận phun trào đó là: Cuối cùng, chúng sẽ đến.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.