Hạn hán kéo dài hàng thế kỷ tại Bắc Mỹ

Măng đá trong hang động vùng Tây Virginia đã cung cấp ghi chép địa chất cụ thể nhất từ trước đến nay về chu kỳ khí hậu tại miền đông Bắc Mỹ trong 7000 năm trở lại đây. Nghiên cứu mới khẳng định rằng trong thời kỳ khi Trái Đất nhận ít bức xạ mặt trời, Đại Tây Dương lạnh giá, nhiều núi băng trôi xuất hiện và lượng mưa giảm, tạo ra một loạt các đợt hạn hán kéo dài cả thế kỷ.

Nhóm nghiên cứu, do nhà địa chất học Gregory Springer thuộc đại học Ohio chỉ đạo, đã xem xét dấu vết của kim loại Stronti, cácbon và đồng vị oxy trong măng đá, tạo tạc tự nhiên lưu giữ thông tin về điều kiện khí hậu qua nhiều thời kỳ. Các nhà khoa học tìm thấy bằng chứng của ít nhất 7 đợt hạn hán trong suốt đại Holoxe, theo bài báo được công bố trực tuyến trên tạp chí Geophysical Research Letters.

Springer, giáo sư về khoa học địa chất, cho biết: “Điều này làm sáng tỏ tác động của mặt trời đối với hạn hán trên lục địa”.

Nhà địa chất học Gerald Bond cho biết cứ mỗi 1500 năm, sự dao động của từ trường mặt trời khiến hoạt động của nó yếu đi và làm cho Bắc Đại Tây Dương lạnh giá, tạo ra nhiều hơn những tảng băng và núi băng trôi, hoặc đẩy mạnh sự di chuyển của trầm tích dưới đáy biển. Các nhà khoa học khác thì tìm kiếm bằng chứng về “sự kiện Bond” và nghiên cứu tác động của chúng đối với mưa và hạn hán. Tuy nhiên cho đến nay các nghiên cứu đó bị cản trở bởi những ghi chép không đầy đủ và chi tiết.

Măng đá từ Hang động Buckeye Creek cung cấp ghi chép tuyêt vời về chu kỳ khí hâu, vì Tây Virginia bị ảnh hưởng bởi hơi ẩm và các dòng suối nhỏ từ Thái Bình Dương và biển Gulf thuộc Mexico.

Các nghiên cứu khác cố gắng lượm lặt dữ liệu về chu kỳ khí hậu từ các hồ, nhưng cá và các loài khác thường khuấy tung trầm tích, làm lẫn lộn ghi chép địa chất, đồng tác giả Harold Rowe, giáo sư khoa học địa chất thuộc đại học Texas tại Arlington, cho biết. 

Rowe cho biết: “Các hang động vẫn còn nguyên cho đến nay. Chúng ta có thể thấy được những gì đã diễn ra trong phạm vi một vài thập kỷ. Tại các hồ ở vùng Appalachia, chúng ta thậm chí có thể quan sát được trong phạm vi cả một thiên niên kỷ”.

Stronti xuất hiện một cách tự nhiên trong đất, và mưa rửa sạch nguyên tố kim loại này qua lớp đá vôi. Trong mùa khô, stronti đọng lại trong măng đá, trở thành chất chỉ thị hạn hán, Rowe giải thích. Chất đồng vị cácbon cũng ghi lại thông tin về hạn hán, Springer thêm vào, vì đất khô làm chậm hoạt động sinh học. Điều này khiến đất “thở ít hơn, thay đổi sự pha trộn của các nguyên tử cácbon nhẹ và nặng”.

Măng đá, cao 7,9 inch, được tìm thấy trong hang động Buckeye Creek, Tây Virginia. Nó có niên đại 7000 năm tuổi. (Ảnh: Greg Springer, Đại học Ohio)

Trong nghiên cứu gần đây, các nhà khoa học cắt và đánh bóng măng đá, xem xét các lớp sinh trưởng rồi sử dụng khoan để lấy 20 mẫu vật dọc theo trục sinh trưởng. Họ cân và phân tích các kim loại và các đồng vị để xác định nồng độ theo thời gian.

Dữ liệu tìm được phù hợp với sự kiện Bond, cho thấy mối liên hệ giữa hoạt động mặt trời yếu và các tảng băng trôi. Tuy nhiên nghiên cứu cũng khăng định rằng chu kỳ khí hậu tạo nên hạn hán, trong đó một số đặc biệt rỗ rệt giữa đại Holoxen khoảng 6300 đến 4200 năm trước. Những đợt hạn hán này kéo dài trong hàng thập kỷ hoặc thậm chí cả thế kỷ.

Mặc dù ghi chép hiện đại cho thấy nhiệt độ trên Bắc Đại Tây Dương giảm, trên thực tế, làm tăng hơi ẩm và lươngj mưa, nhưng sự kiện khí hậu trong lịch sử lại hoàn toàn khác. Trong quá khứ, vùng nhiệt đới của Đại Tây Dương cũng trở nên lạnh hơn, khiến cho khí hậu khô hanh và tạo ra nhiều đợt hạn hán.

Chi chép khí hậu cho thấy Bắc Mỹ có thể phải đối mặt với hạn hán một lần nữa trong 500 đến 1000 năm nữa, tuy nhiên hiện tượng ấm lên toàn cầu do con người gây ra có thể làm chậm quá trình này lại.

Springer cho biết: “Hiện tượng ấm lên toàn cầu sẽ biến những vật như măng đá thành cát bụi. Sự dao động tự nhiên hoàn toàn khác với những gì chúng ta sẽ thấy với hiện tượng ấm lên toàn cầu”.

Mặc dù một số ghi chép khí hậu và hạn hán tồn tại ở miền Tây và vùng Midwest tại Bắc Mỹ, phía Động Appalachian cho đến nay chưa được nghiên cứu nhiều. Nhóm nghiên cứu lên kế hoạch kiểm tra ghi chép măng đá khác từ Tây Virginia và Tennessee để có được bức tranh toàn cảnh về chu kỳ khí hậu của Bắc Mỹ.

Cộng tác viên của nghiên cứu bao gồm Lawrence Edwards, Ben Hardt và Hai Cheng thuộc đại học Minnesota.