Khám phá 500.000 năm lịch sử khí hậu ở Trung Mexico

Cho đến giờ, người ta vẫn còn quá ít hiểu biết về các hiệu ứng của biến đổi khí hậu ở những vùng nhiệt đới. Tuy nhiên những vùng nhiệt đới lại là những khu vực đông dân nhất thế giới. Do đó, hiểu về biến đổi khí hậu ở đây sẽ đem lại nhiều gợi ý về các giải pháp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Địa vật lý ứng dụng Leibniz (LIAG) mới tạo ra một mô hình độ sâu tuổi (age-depth model) và phân bố độ ẩm cho 500.000 năm trước ở một trong những hồ cổ nhất miền Trung Mexico, hồ Chalco.

Kết quả thật rõ ràng: Trung Mexico đã trải qua những thời kỳ khô hạn liên tục liên quan đến chuyển động tự nhiên của trái đất do trục địa lý mà trái đất quay xung quanh không cố định. Các nhà nghiên cứu mới xuất bản công trình của mình trên tạp chí Quaternary Science Reviews “An astronomical age-depth model and reconstruction of moisture availability in the sediments of Lake Chalco, central Mexico, using borehole logging data” 1.

Miền Trung Mexico, do khí hậu ôn hòa và đất đai màu mỡ, là nơi quần cư của con người trong những khoảng thời gian liên tục kể từ khi xuất hiện các nền văn minh cổ xưa và đến nay vẫn còn là một trong những khu vực đông dân nhất trên thế giới. Sự kết hợp của sức tăng trưởng dân số nhanh, dự báo về khả năng gia tăng của nhiệt độ không khí và khả năng xảy ra hạn hán trong tương lai ở Trung Mexico cho thấy đây sẽ vẫn là một vùng chịu tác động rất nhiều của biến đổi khí hậu.

Do đó, cải thiện hiểu biết về cả những cơ chế đóng góp vào tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay và những hệ quả của nó với sinh quyển trái đất, bao gồm lịch sử xã hội, sẽ không chỉ đem đến kiến thức cần thiết để có thể đảo ngược ảnh hưởng của nó mà còn có thể rọi ánh sáng mới vào các lực điều hướng các sự kiện tương tự trong quá khứ.

Trong năm 2016, các đo đạc ở lỗ khoan có chiều sâu xấp xỉ 500 mét ở hồ Chalco trong một khu vực ở bên ngoài thành phố Mexico. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng địa vật lý lỗ khoan với những đo đạc các tính chất vật lý của trầm tích để tìm ra những tín hiệu cổ khí hậu từ trầm tích hồ ở độ sâu trên 300 mét để xác định những điều kiện khí hậu trong quá khứ.

Đây là lần đầu tiên dữ liệu địa vật lý lỗ khoan được sử dụng để tiết lộ lịch sử của độ ẩm bên trong trầm tích hồ, đem đến cái nhìn sâu vào 500.000 năm lịch sử khí hậu ở Trung Mexico. Thêm vào đó, nhóm nghiên cứu cũng định tuổi trầm tích hồ Chalco bằng việc sử dụng thiên văn học xác định tuổi trầm tích (astrochronology), một kỹ thuật để kiểm định trầm tích bằng các chu trình quỹ đạo trái đất, một chuyển động quay thường nhật của trái đất trên quỹ đạo quanh mặt trời. Kết quả cho thấy Trung Mexico trải qua một chu kỳ hạn hán đều đặn trong 500.000 năm trước, khi quỹ đạo của trái đất ở dạng tròn nhất của nó.

Hình thái địa lý cụ thể của Trung Mexico, bởi sự xuất hiện của một loạt hình cung núi lửa do sự hút chìm của Mảng Thái Bình Dương bên dưới mảng lục địa Bắc Mĩ, cho phép hình thành một lòng chảo thoát nước rộng lớn trong đất liền gần một triệu năm trước. Hiện tại, sự hình thành địa chất này được gọi là thung lũng Mexico. Kể từ quá trình hình thành của nó, nước vẫn còn lại trong lòng chảo này và bao phủ gần 1.500 ki lô mét vuông bề mặt thung lũng.

Mức nước trong hồ dao động theo phản hồi với các giai đoạn ấm và lạnh thay đổi xen kẽ ở thời kỳ cổ khí hậu của trái đất. Trái đất có các thời kỳ lạnh (băng hà) và ấm (gian băng) trong các chu kỳ dài gần 100.000 năm, xảy ra cách thời điểm hiện nay một triệu năm. Trong các thời kỳ ấm, lượng mưa cao hơn ở Trung Mexico đã rơi xuống hồ làm mực nước hồ cao tới 100 mét, và trong suốt các thời kỳ lạnh, mực nước giảm xuống vài mét vì hạn hán.

“Các trầm tích hồ giúp truy dấu lịch sử hành tinh và cung cấp các manh mối có thể nói với chúng ta về khí hậu và các điều kiện môi trường trong quá khứ. Với nghiên cứu này, chúng ta có thể nhận diện những chuyển động khí hậu ở những thời kỳ khác nhau trong quá khứ và những phản hồi môi trường đã diễn ra như thế nào”, tiến sĩ Mehrdad Sardar Abadi, người điều phối dự án MexiDrill tại LIAG, nói. “Ứng dụng thành công của phương pháp và kết quả có thể giúp các nghiên cứu cổ khí hậu học trong tương lai xây dựng trên đó”.

Trước khi người Tây Ban Nha tới, lòng chảo Mexico là nơi sinh sống của người Aztec, những người xây dựng nên một thành phố rộng lớn là Tenochtitlan ở trên và xung quanh hệ thống hồ này. Vào khoảng những năm 1600, người Tây Ban Nha đã tháo nước ở hệ thống hồ này nhằm kiểm soát tình trạng ngập úng. Hiện tại hồ Chalco là một khu vực đầm lầy nông với diện tích khoảng dưới sáu ki lô mét vuông ở Nam thành phố Mexico.

Một nguồn cung cấp nước quan trọng của thành phố Mexico là từ các tầng chứa nước được hình thành từ giữa các trầm tích hồ cổ đại đã được rút nước với tốc độ nước mưa không thể bổ cập kịp. Và một kết quả là thành phố Mexico đang bị lún một cách nhanh chóng khoảng nửa mét mỗi năm. Khủng hoảng nước ở thành phố Mexico đang trở thành một vấn đề đáng chú ý với sự cạn kiệt của các tầng chứa nước, và đang nhấn chìm thành phố này.