Biến đổi khí hậu thời cổ đại: cây họ cọ nhường chỗ cho cây vân sam

Đối với các nhà khí hậu học, một phần thách thức để dự đoán được tương lai là tìm hiểu chính xác điều gì đã xảy ra ở những thời kỳ biến đổi khí hậu toàn cầu trong quá khứ.

Một câu hỏi về khí hậu vẫn tồn tại từ lâu có liên quan tới chuỗi sự kiện xảy ra 33,5 triệu năm trước cuối kỉ Eocene, đầu kỷ Oligocene. Một loạt thay đổi cơ bản đã diễn ra. Trên khắp hành tinh, lượng cacbon dioxit giảm đi nhanh chóng và sự ấm áp của thời kì khủng long cùng kỷ nguyên Eocene chấm dứt. Ở Nam Cực, các tảng băng đã hình thành và che phủ phần lớn vùng phía nam của địa lục này.

Nhưng chính xác thì điều gì đã xảy ra trên mặt đất, ở Bắc bán cầu? Như thế nào và khi nào sự đóng băng bắt đầu diễn ra ở đây, và việc trả lời được câu hỏi trên cho chúng ta biết thêm điều gì về mối quan hệ giữa mức cacbon dioxit và khí hậu ngày nay?

Một nhóm nghiên cứu quốc tế, trong đó có tiến sĩ David Greenwood thuộc đại học Brandon, được tài trợ bởi NSERC, giờ đây đã đưa ra được một số lời giải đáp chi tiết, với thông tin lấy từ một nguồn đặc biệt.

Nghiên cứu mới tiết lộ thông tin về sự băng hà của rừng cổ đại. Đây là những gốc cây họ gỗ đỏ trên đảo Axel Heiberg, Nunavut. (Ảnh: thuộc bản quyền của David Greenwood)

“Hóa thạch của các thực vật trên cạn là những vật chỉ thị tuyệt vời cho biết thông tin về khí hậu cổ,” tiến sĩ Greenwood nói. “Nhưng vị trí của những cây hóa thạch ở vùng Bắc cực thuộc Canada và đảo Greenland lại không mang thông tin về sự biến đổi khí hậu này, và đặt ra nhiều khó khăn trong việc xác định chính xác tuổi của chúng. Do vậy, chúng tôi phải tìm kiếm thông tin từ một nguồn khác.”

Và nguồn đó chính là lớp cặn bị chôn vùi tạo thành lớp trầm tích khi Bắc Đại Tây Dương bắt đầu mở rộng, và giờ đây đang nằm dưới đáy vùng biển giữa Nauy và Greenland ngày nay. Lõi trầm tích lấy từ khu vực này lưu rất nhiều thông tin về bào tử và phấn hoa được gió thổi từ lục địa về phía tây.

“Lõi trầm tích này cho chúng tôi niên đại chính xác diễn ra các thay đổi ở các loài thực vật thống trị đất liền,” tiến sĩ Greenwood nói, “và rất nhiều trong số các loài thực vật này có họ hàng với các thực vật đương đại, nên chúng tôi có thể giả sử rằng nhiệt độ và môi trường sống của chúng xưa kia cũng tương tự như điều kiện ngày nay.”

Để có được bức tranh chính xác về khí hậu thời kì chuyển đổi, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các dữ liệu thực vật với các dữ liệu vật chất về trạng thái khí hậu và đại dương lấy từ thông tin đồng vị và hóa học trong cùng các lớp trầm tích, từ đó so sánh các dữ liệu với mô hình khí hậu do máy tính lập nên.

“Chúng ta có thể thấy nhiệt độ mùa hè trên đất liền vẫn giữ ở mức tương đối ấm trong suốt thời gian chuyển từ kỷ Eocene sang kỷ Oligocene, nhưng càng về sau thời kì này càng có sự phân hóa rõ rệt các mùa khác nhau,” tiến sĩ Greenwood nói.

“Có nghĩa là nhiệt độ trong tháng lạnh nhất giảm đi 50C, chỉ còn trên nhiệt độ đóng băng một chút,” ông cho biết

“Điều này có thể không đủ để biến miền đông Greenland thành lục địa băng,” ông nói, “nhưng chí ít nó cũng có thể quét sạch các cây họ cọ cùng nhiều cây cận nhiệt khác, ví dụ như bách đầm lầy. Chúng bị thay thế bởi các cây lá nhỏ như cây vân sam hay độc cần.”

Tuy nhiên, theo nhà nghiên cứu này, nhiệt độ vẫn ở mức khá ấm áp vào khoảng giữa thời kỳ chuyển giao. “Cây óc chó và mại châu vẫn tồn tại, nhưng đến cuối thời kỳ thì hai loài này trở nên rất hiếm,” ông giải thích

Theo tiến sĩ Greenwood, mặc dù việc chuyển đổi sang khí hậu lạnh hơn đã diễn ra từ từ ở Bắc bán cầu, nhưng nó là một thực tế không thể phủ nhận.

“Mặc dù thay đổi về vị trí của trái đất trong quỹ đạo cũng dẫn tới sự thay đổi bức xạ theo mùa lên vùng cực, và nhiệt được tập trung nhiều hơn ở vùng nhiệt đới, nhưng nguyên nhân chủ yếu vẫn là sự sụt giảm lượng cacbon dioxit trên toàn cầu,” ông nói.

Ghi chép của nhóm nghiên cứu về sự chuyển đổi từ kỷ Eocene sang kỷ Oligocene sẽ xuất hiện trên tờ Nature số ra ngày 18/6.

Tham khảo:

James S. Eldrett, David R. Greenwood, Ian C. Harding & Matthew Huber. Increased seasonality through the Eocene to Oligocene transition in northern high latitudes. Nature, 2009; 459 (7249): 969 DOI: 10.1038/nature08069