TiaSang
Thứ hai, Ngày 18 tháng 10 năm 2021
Đổi mới sáng tạo

Tái hiện khí hậu quá khứ bằng phân tích thạch nhũ

20/11/2019 08:52 -

Trong gian băng (interglacial period) cuối cùng trên Trái đất - thời kỳ nhiệt độ Trái đất ấm hơn làm tan băng ở các vùng cực, xen kẽ với thời kỳ băng hà trong một kỷ băng hà, gió mùa Ấn Độ khắc nghiệt, thất thường và kéo dài hơn so với hiện nay.


Các nhà nghiên cứu phân tích mẫu thạch nhũ để tìm hiểu về lịch sử khí hậu 40.000 năm. Nguồn: RUB, Marquard

Các nhà địa chất ở Đại học Ruhr-Bochum (RUB), Đức và Đại học Oxford của Anh cùng với cộng sự quốc tế đã kết luận trong công trình xuất bản trên tạp chí Geophysical Research Letters.
Họ đã phân tích các mẫu thạch nhũ trong các hang động vùng Đông Bắc Ấn Độ, kết hợp với nhiều phương pháp để đưa ra thông tin về hiện tượng thời tiết trong khu vực và trên các vùng rộng lớn, các yếu tố động lực thời tiết trong quá khứ. “Gian băng cuối cùng thường biểu hiện tương tự với biến đổi khí hậu xảy ra sau đó, mặc dù các yếu tố dẫn đến sự nóng lên hồi đó khác hẳn so với ngày nay”, Ola Kwiecien ở Viện Địa chất, Khoáng vật học và Địa vật lý ở RUB cho biết. Những phát hiện về các hiện tượng thời tiết và khí hậu ở thời kỳ gian băng cuối cùng cung cấp bằng chứng giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sự biến đổi của khí hậu khi Trái đất nóng lên.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích thạch nhũ nhỏ giọt ở hang động Mawmluh thuộc vùng Đông Bắc Ấn Độ. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã xác định giá trị delta-18-O (hàm lượng đồng vị 18-O), một tham số đo cường độ gió mùa Ấn Độ, sau đó so sánh tỉ lệ oxi nặng và nhẹ trong nhũ đá nhỏ giọt, vốn phụ thuộc vào khu vực phát sinh gió mùa, nhiệt độ và sự phân bố lượng mưa theo mùa. “Giá trị delta-18-O thể hiện một số thông tin về cường độ gió mùa, nhưng không bao gồm thông tin về cường độ mưa và sự phân bố lượng mưa theo thời gian”, Sebastian Breitenbach ở Viện Địa chất, Khoáng vật học và Địa vật lý ở RUB giải thích. 
Để thu thập các bằng chứng về sự phân bố lượng mưa theo mùa, các nhà nghiên cứu đã xác định thêm các giá trị đo lường khác. Trong khi giá trị delta-18-O là một tham số siêu vùng thể hiện nguồn gốc gió mùa trên phạm vi rộng lớn, các tham số khác ghi lại các hiện tượng địa phương, bao gồm tỉ lệ các nguyên tố như stronti hoặc magie, canxi hoặc tỉ lệ các đồng vị canxi trong nhũ đá nhỏ giọt - giá trị delta-44-Ca, vốn ít được ứng dụng trên các mẫu hang động.
Trong suốt mùa đông khô hạn và những thời kỳ hanh khô kéo dài, một hiện tượng đã xảy ra trong phần đá karst phía trên hang động ảnh hưởng đến trạng thái của các nguyên tố trong thạch nhũ nhỏ giọt. Khi mưa rơi xuống hang động Mawmluh, nó thấm qua đất, hòa tan canxi trong đá và đưa vào trong hang, hình thành nên thạch nhũ nhỏ giọt. Bởi vậy, thạch nhũ phát triển trong thời gian ẩm ướt sẽ có hàm lượng canxi cao hơn so với các nguyên tố khác.
Tuy nhiên, trong suốt thời kỳ khô hạn từ tháng 11 đến tháng 5, lượng canxi có thể bị thất thoát trên đường vận chuyển do những lỗ hổng chứa không khí trong đá khiến canxi kết tủa trước khi đến hang động, trong khi các nguyên tố khác như stronti và magie còn lại trong nước, được vận chuyển và tích hợp vào thạch nhũ. Bởi vậy, tỉ lệ magie hoặc stronti với canxi trong thạch nhũ sẽ thể hiện lượng mưa ở các vùng lân cận nhiều hay ít. Giá trị delta-44-Ca cũng cung cấp bằng chứng tương tự và giúp các nhà nghiên cứu có được nhiều thông tin hơn về cường độ mùa khô.
Thông qua việc kết hợp những tham số khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể tái hiện lại sự thay đổi về lượng mưa trong thời gian có gió mùa và không có gió mùa, nhờ đó hiểu được cặn kẽ về sự phân bố lượng mưa trước, trong và sau thời kỳ gian băng cuối cùng.
“Nhìn chung, dữ liệu cho thấy gió mùa Ấn Độ ở thời kỳ gian băng cuối cùng kém ổn định hơn hiện nay, cho thấy sự nóng lên toàn cầu ngày nay có thể gây ra tác động tương tự”, Ola Kwiecien kết luận. “Điều này cũng phù hợp với xu hướng thời tiết cực đoan ngày càng trở nên phổ biến hơn”. □

Thanh An dịch
Nguồn: https://phys.org/news/2019-11-geoscientists-reconstruct-climate-analysing-dripstones.htm

Tags: