Băng tan ở Nam Cực có thể kích hoạt hiệu ứng ở phía bên kia địa cầu. NASA / Jane Peterson

Sự tan chảy của băng ở Nam Cực có thể kích hoạt sự nóng lên nhanh chóng ở phía bên kia hành tinh, theo chúng tôi nghiên cứu mới trong đó nêu chi tiết về một sự kiện khí hậu đột ngột như vậy đã xảy ra 30,000 năm trước, trong đó khu vực Bắc Đại Tây Dương ấm lên đáng kể.

Ý tưởng về những điểm đến đỉnh điểm này trong hệ thống của Trái đất đã có một đoạn rap tồi tệ kể từ khi bom tấn 2004 The Day After Tomorrow cố tình chỉ ra làm thế nào băng tan có thể kích hoạt mọi cách thay đổi toàn cầu.

Nhưng trong khi bộ phim chắc chắn đã phóng đại tốc độ và mức độ nghiêm trọng của biến đổi khí hậu đột ngột, chúng tôi biết rằng nhiều hệ thống tự nhiên dễ bị đẩy vào các chế độ hoạt động khác nhau. Sự tan chảy của dải băng Greenland, sự rút lui của băng biển mùa hè Bắc Cực và sự sụp đổ của hoàn lưu đại dương toàn cầu là những ví dụ về sự tổn thương tiềm tàng trong một thế giới ấm áp hơn trong tương lai.

Tất nhiên, rất khó để dự đoán thời điểm và nơi các yếu tố trong hệ thống của Trái đất sẽ đột ngột chuyển sang một trạng thái khác. Một hạn chế chính là các hồ sơ khí hậu lịch sử thường quá ngắn để kiểm tra kỹ năng của các mô hình máy tính của chúng tôi được sử dụng để dự đoán sự thay đổi môi trường trong tương lai, cản trở khả năng lập kế hoạch cho những thay đổi đột ngột tiềm năng.

May mắn thay, tuy nhiên, thiên nhiên bảo tồn vô số bằng chứng trong cảnh quan cho phép chúng ta hiểu được sự dịch chuyển quy mô thời gian có thể xảy ra lâu hơn như thế nào.

Những giá trị cốt lõi

Một trong những nguồn thông tin quan trọng nhất về các điểm bùng phát khí hậu trong quá khứ là các lõi băng dài hàng km được khoan từ các tảng băng ở Greenland và Nam Cực, nơi lưu giữ thông tin chi tiết tinh xảo kéo dài trở lại lên đến 800,000 năm.

Kỷ lục lõi băng Greenland sự thay đổi lớn, quy mô ngàn năm trong nhiệt độ đã xảy ra trên khắp khu vực Bắc Đại Tây Dương trong 90,000 năm qua. Quy mô của những thay đổi này thật đáng kinh ngạc: trong một số trường hợp, nhiệt độ tăng lên 16? chỉ trong vài thập kỷ hoặc thậm chí nhiều năm.

Hai mươi lăm trong số những cái gọi là chính Sự kiện hâm nóng DansgaardTHER Oeschger (DO) đã được xác định. Những thay đổi đột ngột về nhiệt độ xảy ra quá nhanh đã được gây ra bởi quỹ đạo thay đổi chậm của Trái đất quanh Mặt trời. Thật hấp dẫn, khi các lõi băng từ Nam Cực được so sánh với các lõi từ Greenland, chúng ta thấy mối quan hệ của trò chơi cưa vòng: khi nó ấm lên ở phía bắc, phía nam nguội dần và ngược lại.

Nỗ lực giải thích nguyên nhân của trò bập bênh lưỡng cực này thường tập trung vào khu vực Bắc Đại Tây Dương, và bao gồm các tảng băng tan chảy, thay đổi trong lưu thông đại dương hoặc mô hình gió.

Nhưng như nghiên cứu mới của chúng tôi cho thấy, đây có thể không phải là nguyên nhân duy nhất của các sự kiện DO.

Giấy mới của chúng tôi, xuất bản ngày hôm nay trên tạp chí Nature Communications, cho thấy rằng một cơ chế khác, với nguồn gốc ở Nam Cực, cũng đã góp phần vào những trò chơi bập bênh nhanh chóng này trong nhiệt độ toàn cầu.

Cây tri thức

Chúng tôi biết rằng đã có sự sụp đổ lớn của dải băng Nam Cực trong quá khứ, nâng cao khả năng những thứ này có thể đã đưa một hoặc nhiều phần của hệ Trái đất vào một trạng thái khác. Để điều tra ý tưởng này, chúng tôi đã phân tích một cây kauri cổ đại của New Zealand được khai thác từ một đầm lầy than bùn gần Dargaville, Northland, và sống giữa 29,000 và 31,000 năm trước.

Thông qua việc hẹn hò chính xác, chúng ta biết rằng cây này đã sống qua một sự kiện DO ngắn, trong đó (như đã giải thích ở trên) nhiệt độ ở Bắc bán cầu sẽ tăng lên. Điều quan trọng là, mẫu độc nhất của carbon phóng xạ trong khí quyển (hay carbon-14) được tìm thấy trong các vòng cây cho phép chúng ta xác định các thay đổi tương tự được lưu giữ trong các bản ghi khí hậu từ đại dương và lõi băng (sau này sử dụng beryllium-10, một đồng vị được hình thành bởi các quá trình tương tự carbon-14). Do đó, cây này cho phép chúng ta so sánh trực tiếp những gì khí hậu đã làm trong một sự kiện DO ngoài các vùng cực, cung cấp một bức tranh toàn cầu.

Điều phi thường mà chúng tôi phát hiện ra là sự kiện DO ấm áp trùng với thời gian làm mát bề mặt năm 400 ở phía nam và một sự rút lui lớn của băng Nam Cực.

Khi chúng tôi tìm kiếm thông qua các hồ sơ khí hậu khác để biết thêm thông tin về những gì đang xảy ra vào thời điểm đó, chúng tôi không tìm thấy bằng chứng nào về sự thay đổi trong lưu thông đại dương. Thay vào đó, chúng tôi đã tìm thấy một sự sụp đổ trong gió thương mại Thái Bình Dương có mưa trên vùng nhiệt đới phía đông bắc Australia, trùng khớp với sự làm mát phía nam của 400.

Để khám phá làm thế nào băng tan ở Nam Cực có thể gây ra sự thay đổi mạnh mẽ như vậy trong khí hậu toàn cầu, chúng tôi đã sử dụng mô hình khí hậu để mô phỏng việc giải phóng một lượng lớn nước ngọt vào Nam Đại Dương. Các mô phỏng mô hình đều cho thấy phản ứng tương tự, phù hợp với sự tái tạo khí hậu của chúng ta: bất kể lượng nước ngọt được giải phóng vào Nam Đại Dương, nước bề mặt của Thái Bình Dương nhiệt đới vẫn ấm lên, gây ra những thay đổi đối với các kiểu gió đã kích hoạt Bắc Đại Tây Dương để ấm quá.

Công việc trong tương lai hiện đang tập trung vào những gì khiến các tảng băng ở Nam Cực rút lui rất mạnh mẽ. Bất kể nó đã xảy ra như thế nào, có vẻ như băng tan ở phía nam có thể thúc đẩy sự thay đổi toàn cầu đột ngột, một điều mà chúng ta nên nhận thức trong một thế giới ấm hơn trong tương lai.

Giới thiệu về tác giả

Chris Turney, Giáo sư Khoa học Trái đất và Biến đổi Khí hậu, UNSW; Jonathan Palmer, Nghiên cứu viên, Trường Khoa học Sinh học, Trái đất và Môi trường., UNSW; Peter Kershaw, Giáo sư danh dự, Trái đất, Khí quyển và Môi trường, Đại học Monash; Steven Phipps, Người điều hành Tấm băng Palaeo, Đại học Tasmaniavà Zoë Thomas, Chuyên viên nghiên cứu, UNSW

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon