Lượng mây sụt giảm làm tăng sự ấm lên toàn cầu thời kỳ khủng long

Theo một công trình nghiên cứu mới thì cách đây khoảng 100 triệu năm, vào thời kỳ của khủng long, sự ấm lên của không khí làm giảm lượng mây một cách đáng kể, khiến cho nhiệt độ càng tăng cao.

Nhiệt độ nhiệt đới trung bình trong suốt kỷ Phấn trắng vượt quá 100^oF (38^oC) và ở vùng cực là 50^oF (10^oC). Thậm chí cây cọ cũng mọc được ở Canada.

Các nhà khoa học ước tính lượng khí nhà kính CO₂ trong bầu khí quyển cao gấp 4 lần hiện nay. Theo Lee Kump, nhà địa chất học tại Đại học Bang Pennsylvania “Mặc dù lượng khí CO₂ là khá cao nhưng chưa đủ để khiến nhiệt độ cao đến mức như trong dữ liệu thu được.” Trình bày trong tờ Science, Kump và cộng sự David Pollard cho rằng sự sụt giảm lớp mây che phủ làm gia tăng nhiệt độ.

Các nhà khoa học hiện rất hứng thú với sự nóng lên toàn cầu thời cổ đại vì quá trình tích tụ khí nhà kính trong hiện tượng này tương tự như điều sẽ xảy ra nếu con người đốt cháy hết trữ lượng nhiên liệu hóa thạch. “Chúng ta đang đưa bầu khí quyển vào trạng thái mà nó không phải trải qua trong suốt 50 triệu năm.”

Kump và Pollard cho rằng sự sụt giảm lớp mây che phủ vào kỷ Phấn trắng bắt nguồn từ sự sụt giảm các nhân ngưng tụ mây, tức những phân tử rất nhỏ mà những giọt nước được hình thành xung quanh. Ngày nay khoảng phân nửa những nhân như thế là chất gây ô nhiễm do con người sinh ra. Trong kỷ Phấn trắng, những phân tử có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật.

Theo như một số hình mẫu khí hậu thì nhiệt độ ấm toàn cầu trong kỷ Phấn trắng kìm hãm sự tăng trưởng của thực vật. Điều này đặc biệt đúng đối với đại dương, vì trong môi trường nước bề mặt ấm thì tảo sẽ bị hao hụt nguồn dinh dưỡng. Nếu những hình mẫu này là chính xác, điều này cũng có nghĩa là vật chất phân tử trong khí quyển có nguồn gốc từ thực vật và tảo biển giảm xuống. Ít vật chất phân tử hơn có nghĩa là ít những giọt mây phản chiếu hơn. “Như vậy các đám mây cũng không sáng sủa như ngày nay.”

Độ sáng ít hơn có nghĩa là năng lượng mặt trời bị phản chiếu lại vào không gian cũng ít hơn. Sự phản chiếu này có tên hiệu ứng albedo. Bắt đầu từ giả thiết đó, Kump và Pollard đưa nhiều trường hợp nhân bị giảm vào một hình mẫu thời tiết để xác định điều này có phải là nguyên nhân chính của sự ấm lên vào kỷ Phấn trắng không.

Ngoài việc độ sáng bị giảm, họ còn phát hiện rằng phân tử bị giảm dẫn đến giọt nước lớn hơn. Vì giọt nước rơi thành mưa khi chúng đạt đến độ lớn nhất định nên điều này làm giảm lượng mây che phủ. Hình mẫu hợp lý nhất cho sự ấm lên này là khi mây che phủ giảm từ 64% bầu khí quyển xuống còn 55%.

Kump cho biết thêm hệ thống này như một vòng hồi tiếp dương. Ấm hơn dẫn đến ít năng suất sinh học hơn, chính điều này làm giảm lượng mây che phủ và nhiệt độ lại cao hơn nữa. “Có khá nhiều nguy cơ ấm lên toàn cầu tiềm ẩn trong vòng hồi tiếp này.”

Meinrat Andreae là nhà hóa địa sinh học tại Viện Hóa học Max Planck ở Mainz, Đức. Ông đã viết một bài báo được xuất bản vào năm trước trên tờ Science, ước lượng độ tập trung của nhân ngưng tụ mây tiền nhân loại trên đất liền và trên biển. Chính bài báo đó đã khiến Kump và Pollard đặt giả thiết rằng lượng phân tử tạo thành bị giảm dẫn đến albedo thấp hơn và chính vì vậy càng làm trầm trọng sự ấm lên.

Andreae cho rằng tuy quá trình sản xuất sinh học phản ứng như thế nào với sự ấm lên vẫn còn cần được xem xét nhưng giả thiết mà Kump và Pollard đưa ra là đáng tin cậy. “Hệ thống này khá nhạy cảm với loại hình thay đổi sự tập trung phân tử ở mức độ tự nhiên trong môi trường được cho là tồn tại vào thời gian đó.”

Nhưng những dự báo của công trình này về sự ấm lên trong tương lai vẫn chưa thuyết phục. Ngoài CO₂, con người còn thải vào bầu khí quyển những chất gây ô nhiễm khác như các phân tử aerosol (khí dung).

Kump lưu ý thêm các mẫu thời tiết cho thấy sự ấm lên trong vòng 30 năm trở lại đây sẽ trở nên nghiêm trọng hơn “nếu không có sự hiện diện của các chất thải phun xịt trong bầu khí quyển.”

Ngày nay, nhờ vào các bộ luật về môi trường như Đạo luật không khí sạch, chất phun xịt gây ô nhiễm đang giảm dần và ít để lại tác động che phủ đối với sự ấm lên toàn cầu. Vì vậy các nhà khoa học cần quyết định liệu quá trình sản xuất sinh học có thực sự giảm khi sự tích tụ khí nhà kính cao hơn hay không.

Kump cho biết “Nếu có một vòng hồi tiếp nào bị bỏ lỡ mà chúng tôi có thể chứng minh được là nó rất quan trọng trong việc thiết lập các mẫu thời tiết cổ đại, tôi cho rằng chúng tôi cần phải tập trung vào hình mẫu đó ngay lập tức.”