Các vụ phun trào núi lửa nhanh và mạnh mẽ vào khoảng 252 triệu năm trước có thể được liên kết với một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt. từ www.shutterstock.com, CC BY-NĐ

Mọi người đang tiếp tục về việc giảm lượng khí thải carbon của chúng tôi, không khí thải, trồng cây bền vững cho dầu diesel sinh học, v.v ... Có đúng như những gì các bài đăng trên internet nói rằng một vụ phun trào núi lửa trong vài tuần sẽ khiến mọi nỗ lực của chúng tôi trở nên vô hiệu?

Cái cớ cho câu hỏi này là dễ hiểu. Các lực lượng của thiên nhiên rất mạnh và hoạt động ở mức độ lớn đến mức những nỗ lực của con người ảnh hưởng đến hành tinh của chúng ta dường như là vô nghĩa.

Nếu một vụ phun trào núi lửa có thể làm thay đổi khí hậu của chúng ta đến mức độ thế giới của chúng ta nhanh chóng trở thành một nhà băng Ice, hay một nhà chứa băng, thì có lẽ những nỗ lực của chúng ta để giảm thiểu biến đổi khí hậu do con người gây ra là lãng phí thời gian?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần kiểm tra xem bầu khí quyển của chúng ta hình thành như thế nào và bằng chứng địa chất nào cho sự thay đổi khí hậu do núi lửa gây ra. Chúng ta cũng cần xem xét dữ liệu gần đây so sánh khí thải nhà kính núi lửa và con người.

Có bằng chứng cho sự thay đổi khí hậu thảm khốc từ những vụ phun trào núi lửa kéo dài rất lớn trong hồ sơ địa chất. Nhưng trong thời gian gần đây, chúng ta đã biết rằng khí thải núi lửa có thể dẫn đến làm mát ngắn hạn và nóng lên lâu dài. Và bằng chứng của kẻ giết người là khí thải nhà kính do con người gây ra vượt xa các hoạt động của núi lửa, đặc biệt là từ năm 1950.

Tạo nên bầu khí quyển của trái đất

Hãy quay trở lại các nguyên tắc đầu tiên và xem xét bầu không khí của chúng ta đến từ đâu. Trái đất là 4.56 tỷ năm tuổi. Sự đồng thuận chung là bầu khí quyển của Trái đất là kết quả của ba quá trình chính:

1. Tàn dư của các tinh vân mặt trời nguyên thủy từ thời điểm hình thành hành tinh sớm nhất

2. vượt qua nội địa Trái đất từ ​​các sự kiện núi lửa và các sự kiện liên quan

3. sự sản xuất oxy từ quang hợp.

Cũng đã có những đóng góp theo thời gian từ sao chổi và va chạm tiểu hành tinh. Trong số các quá trình này, khử khí hành tinh bên trong là quá trình tạo khí quyển quan trọng nhất, đặc biệt là trong lần đầu tiên trong bốn thiên đường của lịch sử Trái đất, Hadean nóng.

Các vụ phun trào núi lửa đã góp phần vào quá trình này kể từ đó và cung cấp phần lớn bầu khí quyển của chúng ta và do đó, khí hậu trong bầu khí quyển của chúng ta.

Tiếp theo là câu hỏi về các vụ phun trào núi lửa và ảnh hưởng của chúng đối với khí hậu. Khí hậu trái đất đã thay đổi theo thời gian địa chất. Đã có những giai đoạn của một nhà băng băng miễn phí. Một số ý kiến ​​cho rằng mực nước biển là Cao hơn 200 đến 400 mét so với hiện nay và một tỷ lệ đáng kể các lục địa của Trái đất đã chìm dưới mực nước biển.

Vào những lúc khác, trong một trận đấuquả cầu tuyếtNghiêng, hành tinh của chúng ta bị bao phủ trong băng ngay cả ở xích đạo.

Đóng góp nào đã phun trào núi lửa cho sự biến đổi khí hậu này? Là một ví dụ về ảnh hưởng lớn, một số nhà khoa học liên kết sự tuyệt chủng hàng loạt với các sự kiện phun trào núi lửa lớn.

Hiệp hội nổi tiếng nhất như vậy là sự phun trào của núi lửa tạo ra Bẫy Siberia. Đây là một khu vực rộng lớn gồm các dãy đá núi lửa dày, khoảng 2.5 đến 4 triệu km252, tại một khu vực thuộc các tỉnh phía đông của Nga. Các vụ phun trào núi lửa nhanh và mạnh vào khoảng 10 triệu năm trước đã giải phóng đủ lượng sol khí sunfat và carbon dioxide để kích hoạt mùa đông núi lửa trong thời gian ngắn và sự nóng lên của khí hậu trong thời gian XNUMX nghìn năm.

Các vụ phun trào bẫy Siberia là một yếu tố nhân quả trong sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lớn nhất Trái đất (vào cuối thời kỳ Permi), khi 96% các loài sinh vật biển trên Trái đất và 70% đời sống trên cạn không còn tồn tại.

Biến đổi khí hậu tự nhiên trong hơn 100 triệu năm qua

Bằng chứng địa chất chỉ ra rằng các quá trình tự nhiên thực sự có thể thay đổi hoàn toàn khí hậu Trái đất. Gần đây nhất (về mặt địa chất), trong hơn 100 triệu năm qua, nước dưới đáy đại dương đã nguội lạnh, mực nước biển giảm và băng đã tiến triển. Trong thời kỳ này cũng đã có những phép thuật của Trái đất nóng hơn, rất có thể là do (tự nhiên) phát hành nhanh chóng trong khí nhà kính.

Homo sapiens đã phát triển trong vài triệu năm qua phần lớn trong thời kỳ băng hà khi các dải băng dày tới hai km bao phủ các khu vực rộng lớn của lục địa phía bắc và mực nước biển thấp hơn 100 mét so với ngày nay. Thời kỳ này đã kết thúc 10,000 năm trước khi thời kỳ ấm áp liên vùng hiện đại của chúng ta bắt đầu.

Các chu kỳ thiên văn dẫn đến các biến đổi khí hậu được hiểu rõ - ví dụ, các chu kỳ Milankovitch, giải thích các biến đổi trong quỹ đạo của Trái đất quanh mặt trời và gật đầu / lắc lư theo trục Trái đất của chúng ta. Tất cả các nguyên nhân địa chất và kiến ​​tạo cho việc làm mát Trái đất nói chung dài hạn này ít được hiểu rõ. Các giả thuyết bao gồm các đóng góp từ núi lửa và các quá trình liên quan đến sự trỗi dậy của dãy Hy Mã Lạp Sơn và Tây Tạng (từ 55 triệu năm trước).

Các vụ phun trào núi lửa cụ thể và tác động khí hậu

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu cụ thể phun trào núi lửa và biến đổi khí hậu. Núi Pinatubo (Philippines) đã tạo ra một trong những vụ phun trào lớn hơn trong thời gian gần đây vào năm 1991, giải phóng 20 triệu tấn lưu huỳnh điôxit và các hạt tro vào tầng bình lưu.

Những vụ phun trào lớn hơn này làm giảm bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất, nhiệt độ thấp hơn trong tầng đối lưu thấp hơn và thay đổi mô hình tuần hoàn khí quyển. Trong trường hợp của Pinatubo, nhiệt độ tầng đối lưu toàn cầu giảm tới 4 ° C, nhưng mùa đông ở bán cầu bắc ấm lên.

Núi lửa phun trào hỗn hợp khí, bao gồm khí nhà kính, sol khí và khí có thể phản ứng với các thành phần khí quyển khác. Phản ứng khí quyển với khí núi lửa có thể nhanh chóng tạo ra các chất như axit sunfuric (và sunfat có liên quan) hoạt động như các sol khí, làm mát bầu khí quyển.

Việc bổ sung carbon dioxide trong thời gian dài hơn có tác động làm ấm lên. Các vụ phun trào núi lửa quy mô lớn hơn, có các đám mây tro bụi đạt đến mức tầng bình lưu, có tác động khí hậu lớn nhất: thời gian phun trào càng lớn và kéo dài, tác động càng lớn.

Những kiểu phun trào này được cho là nguyên nhân một phần cho thời kỳ băng hà nhỏ, một sự kiện làm mát toàn cầu khoảng 0.5 ° C kéo dài từ thế kỷ 15 đến cuối thế kỷ 19. Về mặt lý thuyết, các siêu núi lửa như Yellowstone (Mỹ), Toba (Indonesia) và Taupo (New Zealand) có thể tạo ra những vụ phun trào với khối lượng rất lớn có tác động khí hậu đáng kể, nhưng không chắc chắn những vụ phun trào này ảnh hưởng đến khí hậu trong bao lâu.

Có lẽ bằng chứng mạnh mẽ nhất để trả lời liệu khí thải hoặc con người (núi lửa) của chúng ta có ảnh hưởng mạnh mẽ hơn đến khí hậu nằm ở quy mô sản xuất khí nhà kính hay không. Kể từ năm 2015, lượng khí thải carbon dioxide nhân tạo toàn cầu là khoảng 35 đến 37 tỷ tấn mỗi năm. Lượng phát thải CO vol núi lửa hàng năm vào khoảng 200 triệu tấn.

Năm 2018, phát thải CO₂ do con người tạo ra cao gấp 185 lần so với phát thải núi lửa. Đây là một thống kê đáng kinh ngạc và là một trong những yếu tố thuyết phục một số nhà địa chất và nhà khoa học tự nhiên đề xuất một kỷ nguyên địa chất mới gọi là Anthropocene để nhận ra rằng con người đang vượt quá tác động của nhiều quá trình tự nhiên toàn cầu, đặc biệt là từ những năm 1950.

Có bằng chứng cho thấy núi lửa đã ảnh hưởng mạnh đến khí hậu trên quy mô thời gian địa chất, nhưng, đặc biệt từ năm 1950, đó là Homo sapiens người đã có tác động lớn nhất đến khí hậu. Chúng ta đừng từ bỏ khát vọng giảm phát thải CO₂. Núi lửa có thể không tiết kiệm trong ngày.

Giới thiệu về Tác giả

Michael Petterson, Giáo sư Địa chất, Đại học Công nghệ Auckland

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết điều gì

bởi Joseph Romm
Nguyên tắc cơ bản về vấn đề sẽ là gì trong thời đại chúng ta, Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết gì® là một cái nhìn tổng quan rõ ràng về khoa học, xung đột và ý nghĩa của hành tinh nóng lên của chúng ta. Từ Joseph Romm, Cố vấn trưởng Khoa học cho National Geographic Số năm sống nguy hiểm loạt và một trong những "100 người đang thay đổi nước Mỹ" của Rolling Stone Khí hậu thay đổi đưa ra những câu trả lời khoa học, thân thiện với người dùng cho những câu hỏi khó nhất (và thường bị chính trị hóa) xung quanh những gì nhà khí hậu học Lonnie Thompson đã coi là "mối nguy hiểm rõ ràng và hiện tại đối với nền văn minh." Có sẵn trên Amazon

Biến đổi khí hậu: Khoa học về sự nóng lên toàn cầu và tương lai năng lượng của chúng tôi phiên bản thứ hai

của Jason Smerdon
Phiên bản thứ hai này của Khí hậu thay đổi là một hướng dẫn dễ tiếp cận và toàn diện cho khoa học đằng sau sự nóng lên toàn cầu. Minh họa một cách tinh tế, văn bản hướng đến sinh viên ở nhiều cấp độ khác nhau. Edmond A. Mathez và Jason E. Smerdon giới thiệu rộng rãi, nhiều thông tin về khoa học làm nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống khí hậu và tác động của hoạt động của con người lên sự nóng lên của hành tinh chúng ta.Mathez và Smerdon mô tả vai trò của khí quyển và đại dương chơi trong khí hậu của chúng tôi, giới thiệu khái niệm cân bằng bức xạ và giải thích những thay đổi khí hậu xảy ra trong quá khứ. Họ cũng nêu chi tiết các hoạt động của con người ảnh hưởng đến khí hậu, như khí thải nhà kính và khí thải và nạn phá rừng, cũng như ảnh hưởng của các hiện tượng tự nhiên.  Có sẵn trên Amazon

Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành

bởi Blair Lee, Alina Bachmann
Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành sử dụng văn bản và mười tám hoạt động thực hành để giải thích và dạy về khoa học về sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu, cách con người chịu trách nhiệm và những gì có thể được thực hiện để làm chậm hoặc ngăn chặn tốc độ nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Cuốn sách này là một hướng dẫn đầy đủ, toàn diện cho một chủ đề môi trường thiết yếu. Các chủ đề trong cuốn sách này bao gồm: cách các phân tử truyền năng lượng từ mặt trời để làm ấm khí quyển, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu, Cách mạng công nghiệp, phản ứng đốt cháy, vòng phản hồi, mối quan hệ giữa thời tiết và khí hậu, biến đổi khí hậu, bể carbon, sự tuyệt chủng, dấu chân carbon, tái chế và năng lượng thay thế. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.