Địa hình Karst ẩn chứa nhiều thông tin về khí hậu

15% diện tích lục địa trên hành tinh của chúng ta có địa hình karst. Nơi đó đặc trưng bởi hệ thống hang động, mà theo Chris Groves - Giám đốc Dự án Giám sát Môi trường Trung Quốc của Viện Nghiên cứu Môi trường Hoffman thuộc Đại học Western Kentucky (Hoa Kỳ) nếu cánh cửa khám phá được mở rộng, đây sẽ là nguồn cung cấp dữ liệu thực tế dồi dào và quan trọng cho các nhà khoa học nghiên cứu về khí hậu.

Trong một bài viết đăng trên chuyên trang môi trường của tổ chức Circle of Blue, Chris Groves đã diễn giải về cách thức mà các hang động và vùng địa hình karst lưu giữ manh mối thông tin về khí hậu trái đất.

Ông cho biết từ những mẫu hóa thạch động vật và dấu vết của người cổ đại, khoa học hiện đại đã có thể lội ngược dòng thời gian để tìm hiểu về biến đổi khí hậu và điều kiện môi trường trong quá khứ. Những dữ liệu cũng đã được bổ sung khi các chuyên gia phân tích thành phần hóa học có trong nhũ đá và măng đá - kết quả của quá trình lắng đọng và tích tụ khoáng chất do nước bào mòn núi đá vôi qua hàng ngàn năm.

Các hang động và vùng địa hình karst lưu giữ nhiều thông tin về khí hậu trái đất

Trên mặt cắt của thạch nhũ có các vòng tròn đồng tâm, nó cũng có ý nghĩa tương tự như thớ trên mặt gỗ, cho biết tuổi đời của thạch nhũ đó, mặc dù việc xác định này đòi hỏi công nghệ cao. Xét nghiệm thành phần hóa học và khoáng chất trên mỗi vòng tuổi của thạch nhũ sẽ thấy sự khác biệt theo thời gian, còn nếu phân tích hàm lượng ôxy có thể phỏng đoán được nhiệt độ hang động trong quá trình hình thành thạch nhũ và nhiệt độ trung bình hàng năm trên bề mặt hệ thống hang động. Nhũ đá và những dạng vật chất tương tự còn tiết lộ những thông tin liên quan đến thảm thực vật gắn với hang động.

Tốc độ hình thành hang động cho biết những biến đổi khí hậu trong quá khứ, độ ẩm hoặc mức độ khô hạn đã từng xảy ra như thế nào. Khí hậu biến động qua hàng ngàn năm, với nền nhiệt độ dao động tăng giảm nhiều đợt. Những chi tiết này đều để lại dấu ấn ở kích thước, cấu trúc và thành phần của hang động ngày nay.

Chris Groves cũng cho biết ngày nay các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm lời giải về ảnh hưởng của quá trình bào mòn và hòa tan đá vôi gốc tới hàm lượng CO₂ trong khí quyển.

Nồng độ khí CO₂ trong khí quyển phụ thuộc lớn vào mức độ CO₂ được “bơm” vào khí quyển mỗi năm từ các hoạt động của con người, nhưng bên cạnh đó còn có các nguồn khác phát thải hoặc hấp thu CO₂ tự nhiên, chẳng hạn như sự tăng trưởng của thực vật, hay mối tương tác các đại dương.

Trong tự nhiên, một tỉ lệ CO₂ nhất định có trong khí quyển hòa tan vào nước để tạo thành axit cacbonic yếu, quá trình này diễn ra mạnh mẽ hơn rất nhiều khi nước bào mòn đá vôi và hình thành các hang động. Như vậy, một phần các bon có nguồn gốc từ khí quyển đã hòa nhập với dòng các bon hòa tan trong nước theo sông suối để cuối cùng đổ ra biển và các đại dương.

So với tác động của các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch do con người, tuy rằng quá trình tự nhiên này chỉ rất khiêm tốn, song các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để ghi nhận chính xác hơn tầm quan trọng của sự dịch chuyển carbon này và xem liệu nó sẽ được cân bằng ra sao cùng với quá trình tương tác khoáng chất trong các đại dương.