Hãy tưởng tượng bạn đang sống trong một thế giới đang dần ấm lên sau một kỷ băng hà dài. Bạn thấy băng trôi và các tầng băng khác tan chảy, thực vật và động vật mở rộng môi trường sống của chúng, và con người di cư đến những vùng đất mới. Rồi, đột nhiên, mọi thứ thay đổi.

Xem thêm: Cuộc chiến chống lại thời gian để cứu lấy ký ức băng cổ đại Bắc Cực

Nhiệt độ giảm xuống, băng trôi xuất hiện, và cảnh quan trở nên khô cằn và hoang vu. Đây là những gì đã xảy ra trong suốt Younger Dryas, một giai đoạn làm mát đột ngột xảy ra khoảng 13.000 năm trước và kéo dài khoảng 1.300 năm.

Younger Dryas là giai đoạn làm mát nghiêm trọng và phổ biến nhất trong số nhiều biến động khí hậu xảy ra gần cuối kỷ Pleistocene, kéo dài từ 2,6 triệu đến 11.700 năm trước. Nó được tiền cảnh bởi một khoảng thời gian ấm áp gọi là Bølling-Allerød, khiến cho những tầng băng khổng lồ phủ kín phần lớn Bắc Bán Cầu tan chảy nhanh chóng. Nó được hỗ trợ bởi một khoảng thời gian ấm áp khác đánh dấu sự bắt đầu của kỷ Holocene, kỷ nguyên địa chất hiện tại mà chúng ta đang sống.

Younger Dryas đã có tác động lớn đến môi trường và xã hội loài người trên toàn cầu. Ở châu u và Bắc Mỹ, nó mang lại điều kiện băng hà và giảm phủ thực vật. Ở châu Á và châu Phi, nó gây ra hạn hán và sa mạc hóa. Ở Nam Mỹ và Úc, nó thay đổi lượng mưa và hạn hán. Nó cũng ảnh hưởng đến các đại dương, đặc biệt là Đại Tây Dương và các biển liên quan.

Younger Dryas
Nghiên cứu giai đoạn kỷ Younger Dryas có thể giúp dự đoán những tác động tiềm ẩn của sự thay đổi toàn cầu ở Địa Trung Hải vào cuối thế kỷ 21. Ảnh: Đại học Barcelona

Một trong những biển này là biển Địa Trung Hải, một lưu vực bán kín nằm giữa châu u, châu Phi và châu Á. Biển Địa Trung Hải được kết nối với Đại Tây Dương thông qua eo biển Gibraltar, một lối hẹp cho phép trao đổi nước giữa hai lưu vực. Biển Địa Trung Hải cũng bị ảnh hưởng bởi các sông chảy qua các khu vực lớn của đất liền và mang theo nước ngọt và dinh dưỡng vào biển.

Biển Địa Trung Hải có một mô hình tuần hoàn nước độc đáo được thúc đẩy bởi sự khác biệt về nhiệt độ và độ mặn giữa các khối nước của nó. Các khối nước bề mặt của biển Địa Trung Hải nóng hơn và mặn hơn so với các khối nước của Đại Tây Dương do tỷ lệ bay hơi cao và tỷ lệ lượng mưa thấp trong khu vực. Những khối nước bề mặt này chảy ra khỏi biển Địa Trung Hải qua eo biển Gibraltar vào Đại Tây Dương, tạo thành một dòng chảy mặn có xuống sâu hơn. Trong khi đó nước từ Đại Tây Dương chảy vào biển Địa Trung Hải qua eo biển Gibraltar, bổ sung cho các khối nước bề mặt.

Mô hình tuần hoàn này quan trọng cho việc duy trì khí hậu và sự đa dạng sinh học của khu vực Địa Trung Hải. Nó cũng ảnh hưởng đến tuần hoàn toàn cầu của đại dương bằng cách cung cấp muối cho Đại Tây Dương Bắc, giúp thúc đẩy tuần hoàn thermohaline (THC), một hệ thống các dòng chảy của đại dương vận chuyển nhiệt và dinh dưỡng trên toàn thế giới.

Nhưng điều gì đã xảy ra với mô hình tuần hoàn này trong suốt Younger Dryas? Nó đã phản ứng như thế nào với sự làm mát và làm khô của khí hậu? Và những hậu quả của nó cho sự sống trong và xung quanh biển Địa Trung Hải là gì?

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Communications Earth & Environment đã làm sáng tỏ những câu hỏi này bằng cách áp dụng một kỹ thuật mới để tái tạo điều kiện quá khứ của biển Địa Trung Hải. Nghiên cứu này dựa trên các đồng vị neodymium (Nd), là những nguyên tố hoá học có thể hoạt động như những chỉ thị của các khối nước. Các đồng vị Nd có tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào khu vực nguồn gốc của chúng và không thay đổi nhiều khi chúng vào đại dương. Bằng cách đo lường đồng vị Nd trong trầm tích biển, các nhà khoa học có thể theo dõi xem khối nước đến từ đâu và làm sao chúng pha trộn với nhau theo thời gian.

Nghiên cứu đã sử dụng đồng vị Nd để phân tích các lõi trầm tích từ hai vị trí ở biển Địa Trung Hải phía đông: một gần Sicily và một gần Crete. Các lõi trầm tích kéo dài từ 14.000 đến 10.000 năm trước, bao gồm cả Bølling-Allerød và Younger Dryas.

Kết quả cho thấy trong suốt Bølling-Allerød, khi khí hậu ấm áp và ẩm ướt, có một dòng chảy mạnh của nước ngọt từ sông vào biển Địa Trung Hải phía đông. Nước ngọt này giảm độ mặn và mật độ của nước bề mặt, yếu đi dòng chảy của nước Địa Trung Hải qua eo biển Gibraltar vào Đại Tây Dương. Điều này cũng giảm lượng muối đưa vào Đại Tây Dương Bắc, có thể đã góp phần làm chậm THC.

Tuy nhiên, trong suốt Younger Dryas, khi khí hậu trở nên lạnh và khô, có một sự giảm đột ngột về lượng nước chảy từ sông vào biển Địa Trung Hải phía đông. Điều này làm tăng độ mặn và mật độ của nước bề mặt, tăng cường dòng chảy của nước Địa Trung Hải qua eo biển Gibraltar vào Đại Tây Dương. Nghiên cứu ước tính rằng dòng chảy này gấp đôi so với Bølling-Allerød interstadial, đạt mức tương tự như ngày nay. Điều này cũng làm tăng lượng muối đưa vào Đại Tây Dương Bắc, có thể đã giúp khởi động lại THC.

Nghiên cứu hỗ trợ giả thuyết rằng việc tăng lượng muối từ biển Địa Trung Hải vào Đại Tây Dương trong suốt Younger Dryas là chìa khóa để kích hoạt lại THC, dẫn đến sự ấm lên nhanh chóng ở châu u và khu vực Địa Trung Hải, đánh dấu sự bắt đầu của kỷ Holocene.

Nghiên cứu cũng cho thấy rằng biển Địa Trung Hải nhạy cảm với những thay đổi về khí hậu và thủy văn, và tuần hoàn của nó có thể có ý nghĩa toàn cầu. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện tại, những nghiên cứu như thế này ngày càng cần thiết để hiểu rõ hơn về cách biển Địa Trung Hải sẽ phản ứng với các kịch bản khí hậu khác nhau, và những tác động này sẽ có trên môi trường và sự đa dạng sinh học của nó.

Bài viết được đăng trên: Communications Earth & Environment 

Nguồn: Đại học Barcelona

Share.
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận