Phép thuật khô cổ xưa cung cấp manh mối về tương lai của hạn hán
NASA - Khi một phần của Trung Mỹ và Tây Nam Hoa Kỳ chịu đựng một số đợt hạn hán tồi tệ nhất xảy ra trong những thập kỷ này, các nhà khoa học đã khai quật được bằng chứng mới về các phép thuật khô cổ đại cho thấy tương lai có thể gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng hơn. Ba nhà nghiên cứu phát biểu tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ tại San Francisco vào ngày 12 tháng 12 5, 2011, đã trình bày những phát hiện mới về quá khứ và tương lai của hạn hán.
{mp4}NASA_driught{/mp4}
Sụp đổ trước Columbus
Ben Cook, một nhà khí hậu học liên kết với Viện nghiên cứu vũ trụ Goddard của NASA và Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia ở thành phố New York, nhấn mạnh nghiên cứu mới chỉ ra các nền văn minh Meso-Mỹ cổ đại của người Maya và người Aztec có khả năng khuếch đại hạn hán. Bán đảo Yucatán và miền nam và miền trung Mexico bằng cách dọn sạch các khu rừng nhiệt đới để nhường chỗ cho đồng cỏ và đất nông nghiệp.
Chuyển đổi rừng thành đất nông nghiệp có thể làm tăng độ phản xạ hoặc albedo của bề mặt đất theo những cách ảnh hưởng đến mô hình mưa. "Đất nông nghiệp và đồng cỏ hấp thụ ít năng lượng từ mặt trời hơn rừng nhiệt đới vì bề mặt của chúng có xu hướng nhẹ hơn và phản chiếu nhiều hơn", Cook giải thích. "Điều này có nghĩa là có ít năng lượng hơn để đối lưu và kết tủa."
Mô hình khí hậu mới cho thấy nạn phá rừng lan rộng ở Trung Mỹ thời tiền Columbus tương ứng với lượng mưa giảm. Hình ảnh này cho thấy lượng mưa giảm từ mức bình thường trên toàn khu vực giữa 800 CE và 950 CE Chính trong thời gian này, nền văn minh Maya đã đạt đến dân số cao nhất và sụp đổ đột ngột. (Tín dụng: Ben Cook, Viện nghiên cứu vũ trụ Goddard của NASA)
Cook và các đồng nghiệp đã sử dụng mô hình khí hậu có độ phân giải cao được phát triển tại GISS để chạy các mô phỏng so sánh các mô hình thảm thực vật trong thời kỳ tiền Columbus (trước 1492 CE) và thời kỳ hậu Columbus ảnh hưởng đến lượng mưa và hạn hán ở Trung Mỹ. Thời kỳ tiền Columbus chứng kiến nạn phá rừng lan rộng trên bán đảo Yucatán và khắp miền nam và miền trung Mexico. Trong thời kỳ hậu Columbus, các khu rừng được tái sinh khi dân số bản địa suy giảm và các trang trại và đồng cỏ bị bỏ hoang.
Mô phỏng của Cook bao gồm đầu vào từ một công trình tái thiết che phủ đất mới được công bố, đây là một trong những hồ sơ đầy đủ và chính xác nhất về sự thay đổi thảm thực vật của con người. Kết quả là không thể nhầm lẫn: Lượng mưa giảm đi một lượng đáng kể - nói chung là 10 đến 20 phần trăm - khi nạn phá rừng lan rộng. Hồ sơ lượng mưa từ măng đá, một loại hình thành hang động bị ảnh hưởng bởi độ ẩm mà các nhà cổ sinh vật học sử dụng để suy ra xu hướng khí hậu trong quá khứ, trong Yucatán rất phù hợp với kết quả mô hình của Cook.
Hiệu quả rõ rệt nhất ở bán đảo Yucatán và miền nam Mexico, những khu vực chồng lấn với trung tâm của nền văn minh Maya và Aztec và có mức độ phá rừng cao và dân cư tập trung đông đúc nhất. Lượng mưa giảm, chẳng hạn, bằng phần trăm 20 so với các phần của Bán đảo Yucatán giữa 800 CE và 950 CE
Nghiên cứu của Cook ủng hộ nghiên cứu trước đây cho thấy hạn hán, được khuếch đại bởi nạn phá rừng, là yếu tố chính trong sự sụp đổ nhanh chóng của đế chế Maya xung quanh 950 CE Tại 2010, Robert Oglesby, một nhà mô hình khí hậu có trụ sở tại Đại học Nebraska, đã công bố một nghiên cứu trong Tạp chí nghiên cứu địa vật lý điều đó cho thấy nạn phá rừng có thể góp phần vào sự sụp đổ của người Maya. Mặc dù mô hình của Oglesby và Cook đạt được kết luận tương tự, Cook đã có quyền truy cập vào một hồ sơ chính xác và đáng tin cậy hơn về sự thay đổi thảm thực vật.
Trong thời kỳ đỉnh cao của nền văn minh Maya giữa 800 CE và 950 CE, việc tái thiết lại vùng đất Cook dựa trên mô hình của ông cho thấy Maya chỉ còn lại một phần nhỏ các khu rừng trên Bán đảo Yucatán. Vào khoảng thời gian giữa 1500 CE và 1650 CE, ngược lại, sau khi người châu Âu xuất hiện đã tàn phá dân số bản địa, thảm thực vật tự nhiên bao phủ gần như toàn bộ Yucatán. Trong thời hiện đại, nạn phá rừng đã làm thay đổi một số khu vực gần bờ biển, nhưng phần lớn các khu rừng của bán đảo vẫn còn nguyên vẹn.
"Tôi sẽ không tranh luận rằng nạn phá rừng gây ra hạn hán hoặc nó hoàn toàn chịu trách nhiệm cho sự suy tàn của người Maya, nhưng kết quả của chúng tôi cho thấy rằng nạn phá rừng có thể làm cho khí hậu bị hạn hán và khoảng một nửa sự khô hạn trong thời kỳ tiền thuộc địa là kết quả của nạn phá rừng, "Cook nói.
Đông Bắc Megadroughts
Hạn hán lớn cuối cùng ảnh hưởng đến vùng Đông Bắc xảy ra ở các 1960, tồn tại trong khoảng ba năm và gây thiệt hại lớn cho khu vực. Dorothy Peteet, một nhà cổ sinh vật học cũng liên kết với NASA GISS và Đại học Columbia, đã phát hiện ra bằng chứng cho thấy hạn hán nghiêm trọng hơn nhiều đã xảy ra ở Đông Bắc.
Bằng cách phân tích các lõi trầm tích được thu thập từ một số đầm lầy thủy triều ở Thung lũng sông Hudson, Peteet và các đồng nghiệp của cô tại Lamont-Doherty đã tìm thấy bằng chứng rằng ít nhất ba đợt khô lớn đã xảy ra ở Đông Bắc trong những năm 6,000 vừa qua. Thời gian dài nhất, tương ứng với một khoảng thời gian được gọi là Thời kỳ ấm áp thời trung cổ, kéo dài một số năm 500 và bắt đầu khoảng 850 CE Hai lần khác diễn ra nhiều hơn so với 5,000 năm trước. Chúng ngắn hơn, chỉ khoảng 20 đến 40 năm, nhưng có thể nghiêm trọng hơn.
"Mọi người thường không nghĩ về Đông Bắc là một khu vực có thể trải qua hạn hán, nhưng có bằng chứng địa chất cho thấy hạn hán lớn có thể và có thể xảy ra," Peteet nói. "Đó là điều mà các nhà khoa học không thể bỏ qua. Những gì chúng ta tìm thấy trong các lõi trầm tích này có ý nghĩa lớn đối với khu vực."
Nhóm của Peteet đã phát hiện cả ba đợt hạn hán bằng phương pháp gọi là quang phổ huỳnh quang tia X. Họ đã sử dụng kỹ thuật trên lõi được thu thập tại Piermont Marsh ở New York để tìm kiếm các yếu tố đặc trưng - chẳng hạn như nước brom và canxi - có nhiều khả năng xảy ra tại đầm lầy trong thời gian hạn hán.
Nước ngọt từ sông Hudson và nước mặn từ Đại Tây Dương đều chiếm ưu thế ở đầm lầy Piermont vào các khoảng thời gian khác nhau, nhưng nước mặn di chuyển ngược dòng trong thời kỳ khô hạn khi lượng nước ngọt chảy vào đầm lầy giảm. Nhóm của Peteet đã phát hiện mức độ cực cao của cả brôm và canxi, cả hai chỉ số về sự hiện diện của nước mặn và sự tồn tại của hạn hán, trong các phần của lõi trầm tích tương ứng với 5,745 và 5,480 năm trước.
Trong thời kỳ ấm áp thời trung cổ, các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy sự gia tăng đáng kinh ngạc về sự phong phú của một số loại phấn hoa, đặc biệt là thông và hickory, cho thấy khí hậu khô. Trước thời kỳ ấm áp thời trung cổ, ngược lại, có nhiều cây sồi hơn, thích điều kiện ẩm ướt hơn. Họ cũng tìm thấy một lớp than củi dày chứng tỏ rằng cháy rừng, thường xuyên xảy ra trong thời gian hạn hán, là phổ biến trong Thời kỳ ấm áp Trung cổ.
"Chúng tôi vẫn cần phải nghiên cứu thêm trước khi có thể tự tin nói rằng hạn hán lan rộng hay thường xuyên ở Đông Bắc đã xảy ra như thế nào", Peteet nói. Chẳng hạn, có một số lỗ hổng trong lõi mà nhóm của Peteet đã nghiên cứu, rằng cô dự định điều tra chi tiết hơn. Cô cũng hy vọng sẽ mở rộng phạm vi của dự án sang các đầm lầy và cửa sông khác ở Đông Bắc và hợp tác với các nhà mô hình khí hậu để bắt đầu trêu chọc các yếu tố gây ra hạn hán xảy ra trong khu vực.
Tương lai của thực phẩm
Biến đổi khí hậu, với tiềm năng phân phối lại nguồn nước sẵn có trên toàn cầu bằng cách tăng lượng mưa ở một số khu vực trong khi làm hạn hán ở những nơi khác, có thể tác động tiêu cực đến năng suất cây trồng ở một số khu vực trên thế giới.
Nghiên cứu mới được thực hiện bởi nhà thủy văn học thuộc Đại học Princeton Justin Sheffield cho thấy các khu vực của thế giới đang phát triển dễ bị hạn hán và dân số ngày càng tăng và khả năng lưu trữ nước hạn chế, như vùng hạ Sahara ở Châu Phi, sẽ là những nơi có nguy cơ cao nhất khi nhìn thấy cây trồng của họ giảm sản lượng của họ trong tương lai.
Sheffield và nhóm của ông đã thực hiện các mô phỏng mô hình thủy văn trong các thế kỷ 20th và 21st và xem xét hạn hán có thể thay đổi như thế nào trong tương lai theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau. Họ phát hiện ra rằng tổng diện tích bị ảnh hưởng bởi hạn hán không thay đổi đáng kể trong những năm 50 vừa qua trên toàn cầu.
Tuy nhiên, mô hình cho thấy giảm lượng mưa và tăng nhu cầu bay hơi được dự kiến sẽ làm tăng tần suất hạn hán ngắn hạn. Họ cũng phát hiện ra rằng khu vực trên khắp châu Phi hạ Sahara trải qua hạn hán sẽ tăng gấp đôi vào giữa thế kỷ 21st và gấp ba lần vào cuối thế kỷ.
Khi nhóm nghiên cứu phân tích những thay đổi này có ý nghĩa gì đối với năng suất nông nghiệp trong tương lai trên toàn cầu, họ thấy rằng tác động đối với khu vực châu Phi hạ Sahara sẽ đặc biệt mạnh mẽ.
Năng suất nông nghiệp phụ thuộc vào một số yếu tố ngoài nguồn nước bao gồm điều kiện đất, công nghệ có sẵn và giống cây trồng. Đối với một số khu vực thuộc châu Phi cận Sahara, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng năng suất nông nghiệp có thể sẽ giảm hơn so với tỷ lệ 20 vào giữa thế kỷ do sấy khô và nóng lên.
Nguồn: Bài viết này ban đầu được chuẩn bị bởi Adam Voiland và Maria José-Viñasas một Cổng thông tin của NASA Nhìn vào tính năng tin tức Trái đất.
Khám phá lại cách Maya
Làm thế nào văn minh Maya có thể truyền cảm hứng cho an ninh lương thực đô thị đương đại
Trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên Kinh tế sinh thái, nhà nghiên cứu Trung tâm Stephan Barthel và đồng tác giả Christian Isendahl tại Đại học Uppsala điều tra làm thế nào các hệ thống thực phẩm tiền Columbus có thể truyền cảm hứng cho an ninh lương thực đô thị đương đại.
Sách liên quan:
Tương lai chúng ta chọn: Sống sót qua Khủng hoảng Khí hậu
của Christiana Figueres và Tom Rivett-Carnac
Các tác giả, những người đóng vai trò quan trọng trong Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để giải quyết khủng hoảng khí hậu, bao gồm cả hành động cá nhân và tập thể.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Trái đất không thể ở được: Sự sống sau khi ấm lên
của David Wallace-Wells
Cuốn sách này khám phá những hậu quả tiềm tàng của biến đổi khí hậu không được kiểm soát, bao gồm sự tuyệt chủng hàng loạt, khan hiếm thực phẩm và nước, và bất ổn chính trị.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Bộ cho tương lai: Tiểu thuyết
bởi Kim Stanley Robinson
Cuốn tiểu thuyết này tưởng tượng về một thế giới trong tương lai gần đang vật lộn với những tác động của biến đổi khí hậu và đưa ra một tầm nhìn về cách xã hội có thể chuyển đổi để giải quyết khủng hoảng.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Dưới bầu trời trắng: Bản chất của tương lai
của Elizabeth Kolbert
Tác giả khám phá tác động của con người đối với thế giới tự nhiên, bao gồm biến đổi khí hậu và tiềm năng của các giải pháp công nghệ để giải quyết các thách thức môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu
Paul Hawken biên tập
Cuốn sách này trình bày một kế hoạch toàn diện để giải quyết biến đổi khí hậu, bao gồm các giải pháp từ nhiều lĩnh vực như năng lượng, nông nghiệp và giao thông vận tải.
