Đồ họa cảnh tượng Tây Ban Nha trong thời kỳ băng hà cuối cùng. Nguồn: icecoldjustice.com
Kết quả nghiên cứu này đã giúp các nhà khoa học khí hậu hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa mức độ gia tăng ngày nay của carbon dioxide trong khí quyển – một loại khí nhà kính – với nhiệt độ trung bình của trái đất.
Thời kỳ băng hà cuối cùng – Last Glacial Maximum (LGM) là giai đoạn vô cùng lạnh giá với những sông băng khổng lồ bao phủ đến gần một nửa Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Âu cùng nhiều khu vực ở châu Á. Đây cũng là giai đoạn các hệ động thực vật thích nghi được với khí hậu lạnh phát triển mạnh.
“Thời kỳ băng hà không phải là một chủ đề xa lạ, chúng ta đã nghiên cứu về nó từ lâu”, Jessica Tierney, Phó Giáo sư tại khoa Khoa học Địa chất, Đại học Arizona cho biết. “Tuy nhiên, có một câu hỏi mà giới khoa học vẫn chưa tìm được câu trả lời, đó là: Kỷ băng hà lạnh đến mức nào?”
Theo dõi nhiệt độ
Tierney cũng là tác giả chính của bài báo vừa công bố trên Nature. Theo bài báo, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra nhiệt độ trung bình toàn cầu trong kỷ băng hà ở khoảng 7,8°C, thấp hơn 6°C so với mức nhiệt trung bình 14°C của trái đất trong thế kỷ 20.
“Bạn có thể nghĩ rằng sự chênh lệch nhiệt độ này không quá lớn, tuy nhiên trên thực tế, đây là một sự thay đổi khổng lồ”, Tierney cho biết.
Cô và nhóm của mình cũng thiết lập các bản đồ mô tả sự khác biệt về nhiệt độ ở từng khu vực cụ thể trên thế giới.
“Tại Bắc Mỹ và châu Âu, hầu hết các vùng ở phía Bắc đã bị bao phủ trong băng và cực kỳ lạnh giá. Ngay cả Arizona cũng rất lạnh”, Tierney nói. “Tuy nhiên, các vùng có vĩ độ cao, ví dụ như Bắc Cực, mới là những nơi lạnh nhất. Lúc bấy giờ, nhiệt độ nơi đây thấp hơn 14°C so với ngày nay”.
Các phát hiện của họ cũng phù hợp với những hiểu biết khoa học về cách thức các vùng cực của trái đất phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ.
“Theo các mô hình khí hậu, những nơi có vĩ độ cao sẽ ấm lên nhanh hơn những nơi có vĩ độ thấp”, Tierney giải thích. “Các dự báo tương lai chỉ ra rằng Bắc Cực sẽ thực sự nóng lên, đây là hiện tượng khuếch đại vùng cực. Và tương tự như vậy, trong suốt thời kỳ băng hà cuối cùng (LGM), Bắc Cực thực sự rất lạnh. Những nơi có vĩ độ cao hơn thì sẽ nhạy cảm hơn với biến đổi khí hậu và sẽ vẫn như vậy trong tương lai”.
Xác định lượng Carbon
Những hiểu biết về nhiệt độ trong kỷ băng hà có ý nghĩa quan trọng bởi đây sẽ là cơ sở để tính toán mức thay đổi của nhiệt độ toàn cầu trong tương quan với sự gia tăng của carbon trong khí quyển.
Tierney và nhóm của mình nhận ra rằng, cứ mỗi khi lượng carbon trong khí quyển tăng gấp đôi thì nhiệt độ toàn cầu sẽ tăng 3,4°C, mức nằm giữa phạm vi mà thế hệ mô hình khí hậu mới nhất dự đoán (từ 1,8-5,6°C).
Trong suốt kỷ băng hà, mức carbon dioxide trong khí quyển chỉ khoảng 180 phần một triệu, đây là một mức rất nhỏ. Trước Cách mạng Công nghiệp, mức này đã tăng lên 280 phần một triệu, và ngày nay đã đạt 415 phần một triệu.
“Thỏa thuận chung Paris mong muốn giữ mức ấm lên toàn cầu không vượt quá 1,5°C so với thời tiền công nghiệp, tuy nhiên, với sự gia tăng carbon dioxide hiện nay, sẽ rất khó để tránh được mức ấm lên 2°C”, Tierney cho biết. “Chúng ta đã đạt mức 1,1°C, tuy nhiên cần giữ cho mức này càng thấp càng tốt bởi trái đất thực sự sẽ phản ứng lại với những biến đổi về lượng carbon dioxide”.
Xây dựng mô hình
Do thời kỳ băng hà không có nhiệt kế, Tierney và nhóm của mình đã phát triển các mô hình để chuyển dữ liệu thu thập được từ hóa thạch sinh vật phù du đại dương thành nhiệt độ bề mặt biển. Sau đó, bằng cách sử dụng một kỹ thuật có tên “đồng hóa dữ liệu” – kỹ thuật thường được dùng trong dự báo thời tiết, nhóm đã kết hợp các dữ liệu hóa thạch này với các mô phỏng mô hình khí hậu của thời kỳ băng hà cuối cùng”.
“Trong khi các trung tâm dự báo thời tiết đo nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và sử dụng các phép đo này để dự báo về thời tiết trong tương lai, thì ở đây, chúng tôi sử dụng mô hình khí hậu của Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia tại Boulder, Colorado để tạo ra một dự báo quá khứ về thời kỳ băng hà cuối cùng, sau đó chúng tôi kết hợp dự báo này với các dữ liệu thực để đưa ra suy đoán về khí hậu ở giai đoạn đó”, Tierney nói.
Trong tương lai, Tierney và nhóm của mình cũng dự định sẽ sử dụng kỹ thuật tương tự để tái hiện lại các thời kỳ ấm áp của trái đất trong quá khứ.
“Nếu chúng ta có thể mô phỏng lại các thời kỳ khí hậu ấm áp từng xảy ra”, cô nói, “thì chúng ta sẽ bắt đầu trả lời được những câu hỏi quan trọng về cách trái đất phản ứng với mức carbon dioxide cao, cũng như cải thiện hiểu biết của mình các tình huống biến đổi khí hậu có thể xảy ra trong tương lai”.
Mỹ Hạnh ( Báo Tia sáng)dịch
