Mực nước biển dâng cao do băng tan trên đất liền đã gây ra sự chuyển đổi đột ngột từ điều kiện khô sang ẩm ướt ở một tiểu vùng của Đông Nam Á lục địa vào khoảng 14.000 năm trước, gây ra mùa mưa độc đáo ở khu vực này.

Nghiên cứu sinh Elizabeth Patterson đang kiểm tra măng đá trong hang Hòa Hương ở Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng. Ảnh: Đại học California, Irvine

Mới đây, các nhà nghiên cứu ở Đại học California, Irvine (Mỹ) và các viện nghiên cứu quốc tế đã phát hiện bằng chứng về sự chuyển đổi tín hiệu địa hóa, được “lưu trữ” trong một măng đá tại một hang động xa xôi ở miền Trung của Việt Nam.

Nghiên cứu của nhóm đã được công bố gần đây trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences. Trong đó, nhóm cho biết họ phát hiện tình trạng khô hạn xảy ra ở miền Trung Việt Nam vào thời kỳ đỉnh điểm của kỷ băng hà cuối cùng - khi 25% diện tích đất liền của trái đất bị bao phủ bởi sông băng. Khi các tảng băng tan chảy vào cuối thời kỳ này, các đại dương dâng cao đã làm ngập vùng đất khô hạn ấy, và lượng mưa tăng đột ngột, tạo ra khí hậu rất giống với khí hậu ngày nay.

“Qua phân tích địa hóa các khoáng chất trong măng đá và các mô phỏng mô hình khí hậu, chúng tôi đã có thể khẳng định rằng những thay đổi về mực nước biển góp phần tạo ra sự biến động trong lượng mưa mùa thu ở miền Trung Việt Nam”, Elizabeth Patterson - nghiên cứu sinh tiến sỹ ngành khoa học hệ thống trái đất và là tác giả chính của nghiên cứu - cho biết. “Ảnh hưởng chưa từng được biết đến này đối với khí hậu thủy văn ở lục địa Đông Nam Á chứng tỏ rằng mực nước biển là tác nhân chính gây ra sự thay đổi lượng mưa vào mùa mưa trong 45.000 năm qua”.

Patterson cho biết, khi nhiều nước ở trên trái đất được giữ dưới dạng băng hơn và mực nước biển toàn cầu vẫn còn ở mức thấp, Vịnh Bắc Bộ ở phía Đông của Việt Nam là một vùng đất khô hạn, khiến cho hơi nước bốc hơi ít đến miền Trung. Khi các tảng băng dần tan chảy, địa hình lộ thiên bắt đầu được bao phủ bởi nước, làm tăng sự đối lưu và vận chuyển hơi ẩm trong khu vực.

Hơn 650 triệu người sống ở Đông Nam Á bị ảnh hưởng bởi lượng mưa lớn trong những tháng mưa mùa hè trong khu vực. Tuy nhiên, ở miền Trung Việt Nam - nơi có địa hình bị cô lập, hơi nước bốc lên gặp dãy núi Trường Sơn trải dài từ Bắc xuống Nam dọc theo biên giới Việt Nam, mùa mưa lại kéo dài từ tháng 9 đến tháng 11.

Sự khác biệt này đã truyền cảm hứng cho nhóm nghiên cứu do Đại học California, Irvine chủ trì, đến khám phá các hang động ở Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng nhằm tìm kiếm các bằng chứng cho thấy mối liên hệ giữa mực nước biển dâng và mưa mùa thu ở khu vực độc đáo này.

Măng đá dài gần 4 mét mà họ tìm thấy đã phát triển liên tục trong khoảng thời gian từ 4.000 - 45.000 năm trước đây ở hang động Hòa Hương. Nhóm nghiên cứu đã thu thập mẫu này vào tháng 3/2020 trong chuyến thám hiểm qua đêm tới hang động xa xôi với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu và nhà quản lý tại Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng - một di sản thế giới được UNESCO công nhận.

Dựa trên hiểu biết về thủy văn và địa hóa học hang động cũng như quá trình hình thành măng đá, nhóm nghiên cứu đã xây dựng lịch sử khí hậu dựa trên các biến thể đồng vị và nguyên tố trong các lớp măng đá. Khi nước chảy qua các tảng đá vôi phía trên hang động, một số đồng vị và nguyên tố tích tụ trong nước nhỏ giọt và cuối cùng hình thành nên măng đá. Nồng độ tương đối của các nguyên tố và đồng vị này thay đổi tùy thuộc vào khí hậu ẩm ướt hay khô ráo.

“Măng đá hình thành theo từng giọt: canxi lắng đọng từ các giọt này, dần tạo nên các lớp mới theo thời gian”, cô cho biết. “Chúng tôi đo các đồng vị carbon, oxy ổn định và các nguyên tố vi lượng (chẳng hạn như magiê) từ các lớp này và xem chúng thay đổi như thế nào theo thời gian. Những phép đo này giúp chúng tôi tái hiện lại sự thay đổi lượng mưa ở Việt Nam trong 45.000 năm qua”.

Theo Kathleen Johnson - giáo sư ngành khoa học hệ thống trái đất tại Đại học California, Irvine, nghiên cứu này đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng các “kho lưu trữ” khí hậu tự nhiên của trái đất - trong trường hợp này là các khoáng chất măng đá được tích lũy chậm qua hàng nghìn năm - để nghiên cứu thời gian và cơ chế của những biến đổi khí hậu trong quá khứ.

“Khi so sánh với dữ liệu mô hình khí hậu, chúng tôi có thể xác nhận rằng các mô hình đang thể hiện chính xác ảnh hưởng của mực nước biển dâng do tan băng và sự biến đổi khí hậu đột ngột đến vấn đề khí hậu thủy văn ở Việt Nam”, cô cho biết. “Bằng cách xác thực các mô hình theo cách này, chúng tôi có thể tự tin hơn khi dự đoán về khí hậu thủy văn tương lai ở khu vực nhạy cảm này, nhất là khi chúng ta đang tiến vào kỷ nguyên biến đổi khí hậu do con người gây ra”.

Nguồn: