Biến đổi khí hậu là thủ phạm khiến năm 2023 có nhiều động đất, núi lửa

Khí hậu trên Trái đất đang thay đổi nhanh chóng. Ở một số khu vực, nhiệt độ leo thang đang làm tăng cả nguy cơ lẫn tần suất xảy ra cháy rừng và hạn hán. Ở những nơi khác, chúng gây ra các trận mưa như trút và bão trở nên dữ dội hơn. Nhưng một hậu quả ít được nhắc là biến đổi khí hậu đẩy nhanh tốc độ tan băng.

Năm vừa qua cho chúng ta thấy rõ ràng những điều này. Nhiều khu vực ở châu Âu và Canada bị tàn phá bởi cháy rừng, trong khi Bắc Kinh ghi nhận lượng mưa lớn nhất trong ít nhất 140 năm. Nhìn lùi lại xa hơn, từ năm 2000 đến năm 2019, các sông băng trên thế giới đã mất khoảng 267 tỉ tấn băng mỗi năm. Sông băng tan chảy góp phần làm mực nước biển dâng cao (hiện tăng khoảng 3,3mm mỗi năm) và gây ra nhiều mối nguy hiểm cho các khu vực ven biển như lũ lụt và xói mòn.

Nhưng nghiên cứu gần đây còn cho thấy biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến các mối nguy hiểm trên bề mặt Trái đất. Một số biểu hiện của biến đổi khí hậu - đặc biệt là lượng mưa tăng và băng tan - cũng có thể làm trầm trọng thêm những mối nguy hiểm bên dưới bề mặt Trái đất, chẳng hạn như động đất và phun trào núi lửa.

Hạn hán ở châu Âu và Bắc Mỹ mùa hè qua đã nhận được nhiều sự quan tâm của dư luận. Nhưng trên thực tế, Báo cáo đánh giá lần thứ sáu về biến đổi khí hậu của Hội đồng liên chính phủ hồi năm 2021 lại tiết lộ rằng lượng mưa trung bình đã tăng ở nhiều khu vực trên thế giới kể từ năm 1950. Bầu không khí ấm hơn có thể giữ lại nhiều hơi nước hơn, sau đó dẫn đến lượng mưa cao hơn.

Các nhà địa chất từ lâu đã xác định được mối quan hệ giữa lượng mưa và hoạt động địa chấn. Ví dụ, ở dãy Himalaya, tần suất động đất bị ảnh hưởng bởi chu kỳ mưa hằng năm. Nghiên cứu cho thấy 48% các trận động đất ở dãy Himalaya xảy ra vào những tháng mùa khô như tháng 3, tháng 4 và tháng 5, trong khi chỉ 16% xảy ra vào mùa mưa.

Trong mùa mưa, sức nặng của lượng mưa lên tới 4 mét nén lớp vỏ theo cả chiều dọc và chiều ngang, giúp ổn định nó. Khi lượng nước này biến mất vào mùa khô, hiện tượng “phục hồi” của bề mặt sau khi bị nén sẽ làm khu vực mất ổn định và làm tăng số lượng trận động đất.

Biến đổi khí hậu có thể làm tăng thêm hiện tượng này. Các phần mềm khí hậu dự đoán rằng cường độ mưa vào mùa hè ở Nam Á sẽ tăng lên trong tương lai do biến đổi khí hậu. Điều này có thể làm đất nền bị nén chặt hơn rồi dẫn đến sẽ “bung” mạnh hơn trong mùa khô và gây ra nhiều sự kiện địa chấn hơn.

Tác động của trọng lượng nước lên lớp vỏ Trái đất không chỉ dừng lại ở lượng mưa mà nó cũng liên quan đến sông băng tan chảy. Khi kỷ băng hà gần nhất kết thúc khoảng 10.000 năm trước, sự tan chảy của những khối băng khổng lồ khiến một phần của lớp vỏ Trái đất bật lên. Quá trình này, được gọi là sự phục hồi đẳng tĩnh, được thể hiện ở các bãi biển được nâng cao ở Scotland – một số trong đó cao tới 45 mét so với mực nước biển hiện tại.

Bằng chứng từ Scandinavia cho thấy rằng sự nâng cao như vậy, cùng với sự mất ổn định của kiến tạo trong khu vực, đã gây ra nhiều trận động đất cách đây 11.000 đến 7.000 năm. Một số trận động đất thậm chí còn vượt quá cường độ 8,0 độ Richter, cho thấy mức độ tàn phá nghiêm trọng. Điều đáng lo ngại là việc sông băng tiếp tục tan chảy ngày nay có thể gây ra tác động tương tự ở những nơi khác.

Nghiên cứu cũng đã tìm thấy mối tương quan giữa sự thay đổi tải trọng băng trên lớp vỏ Trái đất và sự xuất hiện của hoạt động núi lửa. Khoảng 5.500–4.500 năm trước, khí hậu Trái đất nguội đi trong thời gian ngắn và các sông băng bắt đầu mở rộng ở Iceland. Phân tích các lớp tro bụi núi lửa lan rộng khắp châu Âu cho thấy hoạt động núi lửa ở Iceland giảm rõ rệt trong thời kỳ này.

Sau đó, hoạt động núi lửa gia tăng sau khi thời kỳ mát mẻ kết thúc. Hiện tượng này có thể được giải thích bằng trọng lượng của các sông băng nén cả lớp vỏ Trái đất lẫn lớp phủ bên dưới (phần lớn ở thể rắn bên trong Trái đất). Điều này giữ cho vật liệu tạo nên lớp phủ chịu áp suất cao hơn, ngăn không cho nó tan chảy và hình thành magma vốn là nguyên liệu cho các vụ phun trào núi lửa.

Tuy nhiên, quá trình tan băng và sự mất trọng lượng liên quan trên bề mặt Trái đất đã gây ra một quá trình gọi là tan chảy do giảm nén, trong đó áp suất thấp hơn tạo điều kiện cho sự tan chảy trong lớp phủ. Sự tan chảy như vậy dẫn đến sự hình thành magma lỏng thúc đẩy hoạt động núi lửa ở Iceland.

Ngày nay, quá trình này chính là nguồn cơn thúc đẩy một số hoạt động núi lửa ở Iceland. Các vụ phun trào ở hai ngọn núi lửa Grímsvötn và Katla thường xuyên xảy ra trong thời kỳ mùa hè khi các dòng sông băng rút đi.

Do hiện tượng nóng lên toàn cầu, việc băng tan đang diễn ra có khả năng sẽ làm tăng hoạt động núi lửa trong tương lai. Tuy nhiên, độ trễ thời gian (có thể lên đến vài trăm năm) giữa quá trình băng tan chảy và phản ứng của núi lửa hiện đang khiến chúng ta tạm yên tâm.

Tác động của biến đổi khí hậu đang trở nên rõ ràng hơn, biến các hiện tượng thời tiết bất thường đã trở thành thông thường. Tuy nhiên, những tác động gián tiếp của biến đổi khí hậu với lòng đất dưới chân chúng ta vẫn chưa được biết đến và chưa được nghiên cứu thấu đáo. Điều này phải thay đổi nếu chúng ta muốn giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu tới thế hệ con cháu.