Tác hại từ những vụ phun trào núi lửa trong quá khứ
Campi Flegrei, thường được dịch là “những cánh đồng cháy”, được mô tả là siêu núi lửa ở Ý – bao gồm một mạng lưới ngầm rộng lớn và phức tạp hình thành cách đây hàng trăm ngàn năm, trải dài từ ngoại ô Naples đến phía bên dưới Địa Trung Hải. Miệng núi lửa Campi Flegrei hình thành sau một loạt vụ phun trào lớn xảy ra vào 200.000, 39.000, 35.000 và 12.000 năm trước và hiện có khoảng nửa triệu người đang sống ở đó.
Trong lịch sử, Campi Flegrei từng gây ra hai vụ phun trào lớn – vụ Neapolitan Yellow Tuff cách đây 15.000 năm và vụ Campanian Ignimbrite cách đây 39.000 năm. Cả hai lần phun trào dữ dội này đều dẫn tới biến đổi khí hậu toàn cầu. Lần hoạt động gần đây nhất của siêu núi lửa Campi Flegrei vào năm 1538 tạo ra “Ngọn núi mới” hay là “Monte Nuovo”.
Ngày nay, Monte Nuovo và khu vực xung quanh thường xuyên trải qua các đợt dư chấn. Vùng đất ở Pozzuoli, cách thành phố Naples 15km về phía tây, liên tục dịch chuyển và nâng lên trong suốt 50 năm qua, khiến 36.000 cư dân phải sơ tán. 500 năm qua là quãng thời gian khá bình yên với Campi Flegrei do không có vụ phun trào nào được ghi nhận kể từ năm 1538. Tuy nhiên, một số sự kiện gần đây cho thấy giai đoạn bình yên này có thể sắp kết thúc.
Một nghiên cứu công bố hồi tháng 5-2017 cho thấy bằng chứng siêu núi lửa trong quá trình chuẩn bị phun trào. Nhưng vấn đề quan trọng ở đây không phải là liệu vụ phun trào này có thể xảy ra hay không mà là khi nào và cường độ ra sao. Antonio Costa, chuyên gia và thành viên giám sát hoạt động của siêu núi lửa Viện Quốc gia về Địa-Vật lý và Núi lửa (INGV) ở Bologna (Ý), bình luận: “Campi Flegrei đang trong trạng thái báo động. Tuy nhiên, không ai dám chắc chắn núi lửa sẽ phun trào trong những năm tới. Campi Flegrei không phun trào trong suốt những khoảng thời gian được giám sát, nên chúng ta không biết được tất cả những gì sẽ xảy ra”.
Trong vụ phun trào Campanian Ignimbrite, khoảng 300km3 đá nóng chảy cùng với khoảng 450.000 tấn khí sulphur dioxide bị thổi tung vào tầng bình lưu ở độ cao 70km tạo ra đám mây tro bụi lan đến tận nước Nga nằm cách đó khoảng 2.000km và phần lớn nước này bị phủ bởi lớp tro dày 5cm gây cản trở sự phát triển của thực vật trong nhiều thập niên và thậm chí còn lâu hơn nữa. Trong khi đó, toàn bộ diện tích đất ở Ý cũng như vùng bờ biển Địa Trung Hải và toàn bộ vùng Đông Âu bị bao phủ bởi một lớp tro dày 20cm phá hủy thảm thực vật đồng thời tạo ra một sa mạc rộng lớn.
Antonio Costa cho biết: “Tro núi lửa chứa fluorine, vốn có tác động mạnh tới thảm thực vật, đồng thời gây ra một bệnh gọi là fluorosis (nhiễm độc fluor gây chết răng) ở động vật. Điều này cũng gián tiếp ảnh hưởng đến con người”. Hơn nữa, lượng lớn khí sulphur dioxide thải ra có thể làm giảm nhiệt độ của trái đất và gây tán xạ ngược bức xạ mặt trời trong tầng khí quyển cao, ngăn không cho nó đến được mặt đất. Điều này đã xảy ra với vụ phun trào núi lửa Pinatubo năm 1991 – một trong những vụ phun trào lớn nhất vào thế kỉ 21, khiến nhiệt độ toàn cầu nhất thời giảm 0,6oC.
- Xem thêm: Nghiên cứu lập bản đồ dưới đáy đại dương
Tuy nhiên, vụ phun trào núi lửa Campanian Ignimbrite có tác động lớn hơn rất nhiều. Một số nhà khoa học ước tính vụ phun trào đã khiến nhiệt độ của châu Âu giảm 4oC, làm thay đổi mạnh mẽ khí hậu trong nhiều năm. Vụ phun trào được cho là đã gây ra nhiều điều kiện môi trường khắc nghiệt ở khắp châu Âu – một trong những nguyên nhân chính khiến người Neanderthal bị tuyệt chủng, ít nhất là ở một số khu vực. Bằng chứng khảo cổ cho thấy người Neanderthal tồn tại ở một số khu vực ở châu Âu trong khoảng 10.000 năm sau vụ phun trào Campanian Ignimbrite và nguyên nhân có thể là do sự phân tán tro khác nhau giữa các vùng.
Costa phân tích: “Sau vụ phun trào, những khu vực có dấu tích người Neanderthal chỉ được tìm thấy ở Pháp và Tây Ban Nha. Điều này có thể do 2 khu vực này không bị ảnh hưởng bởi vụ phun trào do gió thổi về phía Đông”. Những thiệt hại do vụ phun trào gần đây nhất của Campi Flegrei hiện vẫn chưa rõ, nhưng chắc chắn rằng nó không phải là siêu núi lửa duy nhất trên trái đất. Lịch sử địa chất của trái đất bao gồm rất nhiều vụ phun trào núi lửa mang tính hủy diệt.
Mối đe dọa tận thế do núi lửa có thực sự đáng tin?
Nằm ở giữa dãy núi phía Bắc Sumatra ở Ấn Độ Dương, hồ Toba thu hút mạnh khách du lịch bởi vẻ đẹp tự nhiên và yên bình, nhưng thực ra đây là một miệng núi lửa khổng lồ – dấu vết để lại của hiện tượng khí hậu khắc nghiệt nhất trong lịch sử loài người.
Clive Oppenheimer, giáo sư Đại học Cambridge và nhà nghiên cứu những núi lửa lớn nhất trên trái đất nhận định: “Vụ phun trào núi lửa Toba là sự kiện lớn khi so sánh với bất kỳ vụ phun trào nào khác trong hàng chục triệu năm qua. Nó được đánh giá là sự kiện nổi bật do xảy ra vào khoảng thời gian loài người hiện đại xuất hiện, bắt đầu ra khỏi châu Phi và lan đến khắp châu Á”.
Vào khoảng năm 1990, các nhà nghiên cứu núi lửa phát hiện một lượng lớn tro lắng đọng có nguồn gốc từ trầm tích hồ Toba rải rác ở Ấn Độ Dương. Tro có chứa các dấu hiệu hóa học có nguồn gốc 75.000 trước. Các nghiên cứu sau đó cũng tìm được mẫu tro tương tự ở Biển Đông, Biển Ả Rập, thậm chí ở hồ Malawi cách Tobo khoảng 7.000km. Quy mô khổng lồ của vụ phun trào khiến các loại khí từ núi lửa Toba thoát ra vào khí quyển ở cả hai nửa bán cầu rồi lan ra khắp nơi. Việc biết chính xác loại khí nào với lượng bao nhiêu là rất quan trọng để hiểu tác động của nó tới khí hậu và những gì sẽ xảy ra tiếp theo.
Sacha Jones, nhà nữ khảo cổ học Đại học Cambridge, phát biểu: “Bằng chứng hóa học có được từ một lõi băng ở Greenland tiết lộ nhiệt độ toàn cầu đã thay đổi thế nào trong suốt 125.000 qua. Mỗi năm, các nhà khoa học nghiên cứu một lớp băng khác nhau và đo lượng sulphate nằm giữa các lớp băng này. Cuối cùng, họ ghi nhận một lượng sulphate cao và có vẻ mức này tương ứng với thời điểm phun trào của Toba”. Các nhà khoa học dự đoán nếu vụ phun trào núi lửa Toba thực sự sinh ra một lượng lớn khí suphur dioxid khắp thế giới, tất nhiên nó có thể gây ra hiện tượng giảm nhiệt độ toàn cầu và làm bầu trời tối sầm trong nhiều năm.
Cliver Oppenheimer lập luận: “Hơn 10 năm qua, người ta đã bắt đầu nghi ngờ núi lửa Toba suýt tiêu diệt Người thông minh – Homo sapiens. Magma có thể phá hủy hay giữ khí carbon dioxide, nước, lưu huỳnh với mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào từng vụ phun trào. Phân tích hóa học của tro từ hồ Toba khẳng định rằng magma của núi lửa không thể chứa được quá nhiều lưu huỳnh”.
Cũng có thêm một số hoài nghi từ kết quả khảo cổ. Indonesia, Malaysia và Ấn Độ đều được cho rằng đã bị phủ bởi một lớp tro mỏng nhất là 5cm từ Toba. Điều này chắc chắn ảnh hưởng tới thực vật và gây ngập lụt trên diện rộng. Tuy nhiên, các nghiên cứu khảo cổ học về trầm tích tro chỉ ra rằng con người có khả năng thích nghi với các thay đổi của môi trường một cách đáng kinh ngạc.
Sacha Jones, người đã khai quật các địa điểm trong thung lũng Jurreru ở bang Andhra Pradesh miền nam Ấn Độ, giải thích: “Những dấu hiệu chính về hoạt động của con người tại thời điểm đó là các công cụ bằng đá thời kỳ giữa Kỷ Đồ đá Giữa (Middle Palaeolithic) như cào và vật có mũi nhọn. Khi khai quật trầm tích ở trên, trong và phía dưới lớp tro Toba, chúng tôi không thấy sự thay đổi nhiều về kỹ thuật trong suốt các thời kì đồ đá trước và sau vụ phun trào. Điều này chứng tỏ vụ phun trào không thực sự gây ra tuyệt chủng hàng loạt”. Nguyên nhân chính có thể là phần lớn tro từ Toba đã đổ xuống biển và chỉ gây ra ảnh hưởng nhỏ tới những động vật trên cạn như con người.
Tuy nhiên, Jones tin rằng, vụ phun trào thực sự có tác động nặng nề tới một số cộng đồng: “Toba là một vụ phun trào lớn, nên nó sẽ có ảnh hưởng to lớn tới một số khu vực cụ thể. Toàn bộ khu vực lân cận Thái Bình Dương rất đa dạng với nhiều kiểu khí hậu khác nhau với rừng nhiệt đới, sa mạc, núi. Những người sống ở một số khu vực nhất định có thể chịu thiệt hại nhiều hơn những người sống ở các khu vực khác”.
Điều gì xảy ra nếu một loạt núi lửa bị đánh thức
Nhưng tương lai của Toba là gì? Các nhà địa chất học và địa lý học nghiên cứu núi lửa tiếp tục lo ngại đến việc bễ ngầm chứa magma có thể bị đánh thức nếu đường đứt gãy Sumatra phân chia hòn đảo và chạy qua núi Toba hoạt động trở lại. Khi đó, giải pháp duy nhất là di tản diện rộng. Nhưng chúng ta còn không biết sẽ được nhận cảnh báo ở mức nào để kịp đối phó.
Nằm ở phía dưới vườn quốc gia Yellowstone của Mỹ, siêu núi lửa Yellowstone là một trong những địa điểm được giám sát chặt chẽ nhất trên thế giới. Hàng loạt các công cụ được sử dụng để phát hiện mọi sự thay đổi: máy đo địa chấn để phát hiện chuỗi động đất, cảm biến GPS để đo sự dịch chuyển và nhô lên của mặt đất, thậm chí cả hình ảnh vệ tinh để theo dõi sự thay đổi áp lực trong các ống ngầm magma.
Yellowstone đã có ba vụ siêu phun trào trong 2,1 triệu năm qua mà trong đó vụ đầu tiên được coi lớn nhất mọi thời đại do thải ra lượng tro gấp 2.500 lần vụ phun trào núi Helens năm 1980. Nếu Yellowstone phun trào lần nữa, một số nhà khoa học cho rằng nó sẽ gây tàn phá hơn cả Toba vì phần lớn tro sẽ phủ lên đất liền chứ không phải ngoài biển.
David Pyle, giáo sư Đại học Oxford phân tích: “Lần phun trào lần cuối của Yellowstone có thể là đã phủ lớp tro khắp châu Mỹ. Nếu bạn lấy một diện rộng đất lục địa và phủ lên đó một lớp tro núi lửa dày 10cm thì hậu quả là tất cả các chất hữu cơ và cây cối, thực vật sẽ chết. Động vật sẽ ăn phải thức ăn có chất độc. Và mặt đất bỗng chốc sẽ trở lên sáng hơn, nhiều bức xạ Mặt trời bị hắt lại bầu khí quyển dẫn đến hậu quả là hạn hán kéo dài”. Và khủng hoảng ghê gớm sẽ xảy ra ngay lập tức khi mà nguồn cung cấp nước bị tắc nghẽn ảnh hưởng đến đường truyền điện và làm gián đoạn hoàn toàn hoạt động vận tải trên mặt đất.
Cliver Oppenheimer kết luận: “Nếu Yellowstone, Campi Flegrei hay Toba phun trào trở lại, nền kinh tế toàn cầu sẽ bị tác động hết sức nghiêm trọng. Chúng ta từng nhận thấy điều này sau vụ phun trào núi lửa dù tương đối nhỏ ở Iceland năm 2010 nhưng cũng đủ mạnh để ảnh hưởng tới chuỗi cung ứng của hãng ô tô Volkswagen vì phần lớn các bộ phận được cung cấp bởi Nhật Bản. Hàng không toàn cầu cũng bị ảnh hưởng trong nhiều thập niên. Và nếu quá nhiều khí suphur dioxide thải ra, gió mùa và khí hậu sẽ bị thay đổi đột ngột ảnh hưởng đến an ninh lương thực toàn cầu”.
Mặc dù những điều này vẫn còn mơ hồ, nhưng các nhà khoa học hoài nghi một sự kiện mang tính hủy diệt đơn lẻ như vậy có thể tiêu diệt loài người. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu hoạt động núi lửa cho rằng một loại sự kiện núi lửa khác có thể đe dọa lớn hơn tới sự tồn tại của con người.
Trong suốt 500 triệu năm qua, 5 lần diệt chủng hàng loạt căn cứ theo dấu tích hóa thạch để lại đều liên quan đến những vụ phun trào nham thạch khổng lồ. Nhưng những trận phun trào này không xảy ra như những sự kiện đơn lẻ mà kéo dài liên tục trong hàng trăm ngàn năm. Chúng được gọi là những vụ lụt nham thạch do sự nóng chảy của các vật chất nóng sâu bên trong trái đất. Vụ lụt nham thạch dữ dội nhất được biết đến được cho là có liên quan đến sự trôi dạt của các mảng lục địa. Trong suốt 250 triệu năm qua đã xảy ra 11 vụ và mỗi lần lại thay đổi hệ thống các dãy núi, cao nguyên hay sự hình thành núi lửa.
Một vụ lụt nham thạch xảy ra cách đây khoảng 66 triệu năm đã mở rộng khối đá núi lửa gọi là Deccan Traps ở vùng Trung Tây Ấn Độ. Những vụ phun trào dung nham này có thể là nguyên nhân dẫn đến tuyệt chủng hàng loạt xảy ra vào thời điểm đó. Chúng đã sinh ra hỗn hợp nhiều loại khí dần dần axit hóa đại dương và biến đổi khí hậu.
Vấn đề là không ai biết trận lụt nham thạch tiếp theo sẽ xảy ra khi nào. Pyle nói: “Chúng tôi cho rằng vụ lụt nham thạch trong tương lai sẽ xảy ra vào khoảng 50 triệu năm nữa, nhưng tôi không nghĩ rằng có ai có thể biết được ở đâu và khi nào”. Vụ lụt nham thạch lần cuối xảy ra cách đây khoảng 10 triệu năm ở phía Nam Canada – hàng triệu năm trước khi loài người xuất hiện trên trái đất. Do đó, dù các điểm nóng núi lửa trên thế giới đang được theo dõi rất tốt, chúng ta không biết điều gì sẽ xảy tới cũng như những cảnh báo có thể nhận được trước khi xảy ra sự kiện.
Mô phỏng về thời gian của chúng ta bị giới hạn bởi chu kỳ núi lửa kéo dài hàng triệu năm. Chúng ta không biết mình đang ở đâu trong chu kỳ đó. Hoàn toàn có thể sẽ không có chuyện gì xảy ra trong suốt cuộc đời chúng ta, thậm chí hàng trăm ngàn năm tới. Nhưng, có một điều chắc chắn duy nhất về những vụ phun trào đó là: Cuối cùng, chúng sẽ đến.
