Những ngọn núi lửa và thời tiết

Vào tháng 1/2008 khi ít tuyết, với bầu trời quang đãng, ở Trung tâm nước Nga đột nhiên ập xuống những cơn băng giá âm 20 ⁰C, trong khi ở miền Bắc nước Nga các trận bão Đại dương đã quét dồn những đống tuyết khá lớn và làm dịu bớt băng giá tới 10 ⁰C thấp hơn mức nhiều năm trước đó. Những trận tuyết rơi thừa thãi đã xẩy ra ở Ukraina và Moldavia, tuyết còn chất đống ngổn ngang ở Iran, còn ở Đức và Slovakia đã hoàn toàn không có tuyết, nhưng lớp băng phủ đường chưa từng thấy đã không cho phép các tài xế cho xe ra khỏi garage. Phân tích ra sao trong những điều huyền diệu đó?

Và điều ngạc nhiên là những dị thường của thời tiết như vậy đã trở nên thường xuyên rồi. Mùa đông năm trước (2006-2007) cũng đã làm cho những người dân Nga kinh ngạc và có phần nào sợ hãi. Thực tế cho đến tháng 2 đã không thấy mùa đông. Đến giữa tháng 2 dù sao tuyết cũng đã rơi nhưng cũng vẫn không có những trận băng giá thực thụ.

Trong tháng 3 bắt đầu mùa xuân sớm, dường như mọi người tưởng rằng mình đã di chuyển sang đới khí hậu khác hẳn. Càng ngày người ta càng xôn xao về sự nóng lên toàn cầu – mối đe doạ làm nóng chảy trước tiên những khối băng của Bắc Băng Dương (đồng thời mức nước đại dương sẽ tăng cao gần nửa mét), rồi làm tan cửa chắn băng biển Greenland (mức nước đại dương sẽ còn dâng cao thêm 2m). Nếu tình hình tiếp diễn đến mức làm tan băng hà khổng lồ của Nam Cực, mức nước đại dương sẽ dâng lên thêm 50-60m, điều đó sẽ trở thành thảm hoạ đối với nhiều nước, nhiều dân tộc. Không được quên rằng tất cả băng hà sẽ tan cùng một lúc, nhưng chúng sẽ biến mất vào thời gian khác nhau.

Nhà khí tượng học Tây Đức G.Flon ngay từ những năm 50 của thế kỷ trước theo nhiệm vụ của Tổ chức Liên Hiệp quốc đã dự báo về những thay đổi thời tiết vào nửa cuối thế kỷ XX và suốt cả thế kỷ XXI. Ông đã tiên đoán rằng sự gia tăng hiệu ứng nhà kính do những phát thải quá mức khí carbonic (C0 ₂) vào khí quyển từ những ống khói của các xí nghiệp công nghiệp và các ống thải khói ô tô sẽ dẫn đến sự nóng lên nhanh chóng của khí hậu trên trái đất G.Flon đã khẳng định rằng trong giai đoạn các năm 2000-2010 khí hậu sẽ gần giống các điều kiện sơ kỳ thời Trung cổ, tức là khí hậu tối ưu "non". Giai đoạn gần năm 2020 có thể trở nên rất giống giai đoạn nóng nhất của khí hậu tối ưu 6.000 năm trước đây. Còn giai đoạn 2020-2050 sẽ là gần giống nhất với các điều kiện của giai đoạn nóng nhất giữa những thời kỳ băng hà lần trước đó. Xin nhắc lại rằng bước quá độ từ khí hậu tối ưu "lớn" đến trời lạnh "Lớn" đã xẩy ra gần 6.000 năm trước đây đi kèm theo các biến cố được mô tả trong kinh thánh, các truyền thuyết và các "sách thánh" của nhiều dân tộc thuộc các vùng duyên hải như trận đại hồng thuỷ toàn thế giới.

Hành tinh của chúng ta là một hệ thống phức tạp dị thường trong đó khí quyển, thuỷ quyển, thạch quyển, quyển đông lạnh, vỏ và ruột trái đất liên kết với nhau bằng nhiều sự liên kết dương và âm, thuận và nghịch. Sự tương quan của các mối liên kết đó làm sửng sốt trí tuệ các nhà nghiên cứu bởi tính phức tạp và đa dạng của nó. Thạch quyển được phân chia thành nhiều phiến thạch quyển, 7 phiến trong số đó đặc biệt lớn và những phiến này đổi chỗ cho nhau. Những phiến bị phân chia bởi các mối nối thạch quyển, những mối nối này được làm nổi rõ lên bằng hệ thống khe cực lớn dài gần 80 nghìn km, tức là xấp xỉ dài bằng 2 đường xích đạo của Trái đất. Đại dương thế giới đạt độ sâu vài km và đáy của nó bị chọc thủng bởi những miệng núi lửa ngầm (có chừng 10 nghìn miệng núi lửa này), nhiều núi lửa ngầm vẫn đang hoạt động (đỉnh núi lửa). Theo những quan điểm của học thuyết thạch quyển đại dương thì núi lửa ngầm khổng lồ và dài cứ vài nghìn năm lại hoạt động trở lại bởi cơ chế đóng băng và băng tan của những băng hà (chu kỳ hoạt động của các núi lửa ngầm này liên tục rút ngắn lại trong suốt lịch sử địa chất của Trái đất). Trong nước biển hoà tan nhiều chất khí từ khí quyển, khối lượng của chúng vượt xa khối lượng của bản thân nước biển. Nước đại dương không ngừng thấm sâu vào không gian dưới thạch quyển (sự thấm sâu này được sự hỗ trợ của vệ tinh trái đất - mặt trăng; tạo ra các thuỷ triều lên của đại dương và thạch quyển), vào vùng có nhiệt độ trên 1200 ⁰C biến thành hơi với hiệu ứng của các vụ nổ hơi nước, điều đó dẫn đến các quá trình nội sinh (địa sinh) phức tạp. Những hành tinh lớn của hệ mặt trời cũng đóng góp vào diễn biến của sự hình thành môi trường địa chất của trái đất.

Những điều kiện thời tiết trên trái đất đương nhiên do Mặt trời quyết định. Mặt trời có quán tính lớn của sự diễn biến các quá trình tự nhiên của nó bất chấp các chu trình thay đổi sự phơi nắng bề mặt trái đất. Khoảng cách lớn từ trái đất đến Mặt trời (gần 150 triệu Km/ cũng có ảnh hưởng. Bất chấp tất cả những dao động của hoạt độ trên Mặt trời.

Trái đất chưa bao giờ phủ băng hoàn toàn và chưa nóng lên (ít nhất là đại dương thế giới) tới nhiệt độ trên 60 ⁰C - 80 ⁰C, bởi vì phần lớn tuyệt đối các sinh vật, trong đó có sinh vật biển không thể chịu đựng nổi nhiệt độ cao hơn mức đó.

Nhiều nhà bác học cho rằng sinh quyển có tác động mạnh nhất đến các quá trình tự nhiên của trái đất. Sinh quyển "có lỗi" trong sự giảm dần (nhưng theo các chuẩn độ địa chất giảm khá nhanh) hàm lượng C0 ₂trong khí quyển trái đất và tăng thành phần oxy của nó. Điều đó đã dẫn tới giảm dần nhiệt độ trung bình toàn thế giới và kết quả là xuất hiện thời kỳ băng hà. Những quá trình địa chất diễn ra rất chậm đó có khi bị gián đoạn bởi các thảm hoạ. Từ các trận động đất và các phún xuất của các núi lửa đến những thảm hoạ toàn cầu, dẫn đến sự hình thành cặp đôi thường kỳ của những dẫy núi giữa đại dương và đi kèm theo nhiều hiện tượng vật lý khác ở lớp vỏ trên cùng của trái đất.

Thuỷ quyển của trái đất (đặc biệt là đại dương thế giới) và khí quyển ảnh hưởng lớn đến các điều kiện khí hậu của Trái đất. Đặc biệt cần nói về lớp vỏ "yếu" của quả đất tách rời vỏ quả đất và lớp "khoác" ngoài. Lớp vỏ yếu này đã được khám phá khi đo sâu lòng trái đất bằng phương pháp địa chấn. Vấn đề là ở chỗ những sóng địa chấn đi xuyên qua những lớp dầy đặc hơn của vỏ trái đất với tốc độ lớn hơn và qua những lớp kém đặc hơn với tốc độ nhỏ hơn và điều đó có thể được định ảnh trong các toạ độ và theo độ sâu. Trong lớp vỏ "yếu" tốc độ đi qua của các sóng địa chấn đã giảm đi rõ rệt không chỉ so với lớp "khoác" nằm dưới mà cả so với thạch quyển nằm trên. Điều đó cho thấy mật độ vật chất của lớp vỏ "yếu" hạ thấp. Học thuyết về kiến tạo toàn cầu mới xem xét vỏ "yếu" như khối dạng thuỷ tinh vô định hình gần giống như dung nham (lava) phun ra từ những núi lửa. Từ đây sự khao khát bền bỉ của những người bảo vệ thuyết trôi dạt của các đại lục giải thích sự xuất hiện của các dẫy núi giữa đại dương và sự di chuyển của các lục địa bằng những sự chuyển dời đối lưu chậm của vật chất lớp "khoác" ngoài, và cả lớp vỏ "yếu" của Trái đất.

Học thuyết thạch quyển đại dương xem xét lớp vỏ "yếu" như phần ngầm của đại dương thế giới và cho rằng nước ở trong đó không kém gì so với phần trên mặt đất của đại dương. Nhưng nếu ở phần trên mặt đất của đại dương nước trộn với các khí của khí quyển và thường xuyên trao đổi những khí đó với khí quyển, thì ở phần ngầm đại dương (tức là trong lớp vỏ "yếu") nước hơi sinh ra bị nén mạnh, trộn với bụi dạng đá (bazan, với "tro" và các trái bom núi lửa. Những bụi "tro" và các "trái bom" đó được hình thành từ vật chất lớp "khoác" trên cùng của Trái đất dưới tác động của 24 vụ nổ hơi toàn cầu, thỉnh thoảng làm rung chuyển trái đất từ thời kỳ băng hà 180-200 triệu năm trước đây. Những vụ nổ toàn cầu đó theo khái niệm của học thuyết thạch quyển đại dương đã tạo ra tất cả các dẫy núi giữa đại dương cũng như các đại dương đương đại. Trong những khoảng giữa các vụ nổ hơi toàn cầu đã phát sinh sự mở rộng từ từ các triền khe nứt trên bề mặt địa cầu với tốc độ 2-18cm một năm. Tốc độ mở rộng chậm chạp phụ thuộc vào độ sâu thế nằm của các triền khe nứt. Sự mở rộng chậm chạp tạo ra các triền nước sâu trong các đại dương và ép lên các lục địa làm nổi lên những hệ thống núi non với tốc độ nêu trên. Những vụ nổ hơi toàn cầu ngoài sự tạo thành những dãy núi giữa đại dương cũng ép lên các lục địa (từ các ngoại biên vào tận các trung tâm của chúng), nhưng chúng diễn ra nhanh giống như nổ mìn, trong vài ngày hoặc vài tuần, tạo ra những gì mà sự mở rộng chậm chạp cần phải mất nhiều thiên niên kỷ. Đồng thời toàn bộ nước của đại dương toàn thế giới đi qua lớp "yếu" (qua hệ thống khe nứt toàn thế giới) và trở về đại dương, thế giới qua các miệng núi lửa trên mặt nước và ngầm dưới nước của trái đất.

Đến đây, ta hãy quay lại thời tiết những năm gần đây, những mùa đông ấm áp bất thường và những mùa nóng bức chưa từng thấy. Xin hãy nhớ lại mùa đông ấm dị thường 2006-2007. Nhưng mùa đông 2005-2006 trước đó đã lạnh cực độ ở Châu Âu. Mùa băng giá đã đạt tới -30 ⁰C, thậm chí -38 ⁰C. Mùa đông năm trước nữa (2004-2005) tuy không lạnh đến mức khiếp sợ, nhưng dù sao cũng đã rất lạnh. Tính đặc thù nổi bật nhất của nó là ở chỗ, mùa đông năm đó nhiều tuyết một cách kỳ lạ. Tuyết rơi dầy đến 2m trên mặt đất. Ở Trung Âu việc dọn tuyết trên các đường giao thông rất khó khăn. Hàng ngàn xe ô tô mắc kẹt trên các đường nhựa trong các đống tuyết khổng lồ. Ở Tây và Trung Âu người ta đã mất thói quen với những trời tuyết như vậy. Mùa hè năm 2005 mưa nhiều, nhưng mùa hè 2006 khá mát mẻ. Mùa đông 2006 khi mà băng giá ác liệt nhiều người dân nổi giận đã than phiền: "Về cái sự nóng lên toàn cầu mà các nhà bác học đang ba hoa đó…". Nhưng rồi lại mở ra mùa đông ấm dị thường 2006-2007 và mọi người lại bối rối, cũng như các chuyên gia đều bối rối. Ở Pháp mùa đông đó giống như mùa hè nóng nực. Đến tận cuối tháng giêng đã không có tuyết rơi trên toàn Châu Âu, ngay cả ở Nga cũng vậy. Những người hoài nghi sự nóng lên toàn cầu đã lặng im. Thế nhưng những người từ lâu bảo vệ nó đã đòi hạn chế đến mức tối thiểu những phát thải khí C0 ₂của các xí nghiệp công nghiệp và giao thông vận tải. Nhưng cho đến tận bây giờ vẫn chưa có được sự giải thích khoa học mạch lạc về những dị thường thời tiết đó.

Học thuyết thạch quyển đại dương trả lời một cách rõ ràng, dễ hiểu và cụ thể những vấn đề với những dị thường của thời tiết. Vấn đề ở chỗ là ngày 2/11/2004 ở phần phía Bắc của Băng đảo (Islandia), trên băng hà Watniocoudle đã xẩy ra sự phún xuất lớn của núi lửa Grimsbothna. Sự phún xuất đã tông mạnh trực tiếp ngay dưới băng hà và kéo dài vài ngày. Một cột lớn hơi, tro, các khí núi lửa bốc lên tới tầng bình lưu ở độ cao 13km. Sự phún xuất đi kèm theo những tia chớp, đó là sự kiện hiếm có. Thành phần chính của phún xuất núi lửa là hơi nước (ít ra thuộc thành phần khí của nó). Một thành phần khối lượng khác là bụi núi lửa với thành phần cỡ hạt khác nhau. Những chất phát thải đó trong vài năm đã quyết định những dị thường về thời tiết ở Châu Âu và Bắc Mỹ; ảnh hưởng của những phún xuất núi lửa đặc biệt lớn vượt cả ảnh hưởng của các lốc xoáy đại dương thông thường mà tác dụng của các lốc xoáy này thường chỉ kéo dài 1- 2 tuần lễ.

Quả thật, trong những dị thường về thời tiết những năm gần đây có lỗi của phún xuất phát từ núi lửa của Băng đảo: Grimsbothna đã tung vào khí quyển lượng lớn hơi nước từ lớp vỏ "yếu", hơi nước ngưng tụ trên biên của tầng bình lưu, nhưng bởi vì đã bắt đầu mùa đông, một lượng nước chưa từng thấy đã trút xuống Châu Âu và Bắc Mỹ ở dạng tuyết vào mùa đông 2004-2005. Một phần của lượng nước đó đã rơi ở dạng mưa vào mùa hè 2005. Sau đó lượng mưa đã trở lại bình thường, nhưng trong khí quyển dù sao vẫn còn lại nhiều bụi núi lửa kích cỡ khác nhau. Bụi đã che khuất bức xạ mặt trời trong gần 2 năm, vì vậy cả 2 mùa đông, cả 2 mùa hè tiếp sau phún xuất đã lạnh một cách dị thường. Hơi nước có phần nào đã làm dịu mùa đông đầu tiên sau phún xuất, nhưng mùa đông thứ hai đã không được làm dịu bằng hơi nước nữa nên băng giá đã được tăng cường hơn. Và cũng chính bằng các nguyên nhân đó có thể giải thích hiện tượng mưa nhiều vào mùa hè đầu tiên sau khi phún xuất. Trong bầu khí quyển vẫn còn bay bổng những khối lớn hạt nước li ti và chúng đã trút xuống những trận mưa lớn. Mùa hè thứ hai ít mưa hơn, nhưng trời mát. Sau 2 năm đầu tiên, những hạt bụi (núi nửa) lớn, che khuất mạnh nhất bức xạ mặt trời đã rụng xuống từ bầu khí quyển. Nhưng những hạt nhỏ vẫn tiếp tục bay bổng trong tầng đối lưu. Chúng hấp thu nhiều hơn bức xạ mặt trời và sau 2 năm chúng bị nung nóng đến mức nóng bỏng và chuyển lại cho bầu khí quyển toàn bộ nhiệt lượng mà chúng hấp thụ được. Bao nhiêu nhiệt lượng mà khu vực Châu Âu - Châu Mỹ chưa nhận đủ trong 2 năm đầu sau khi phún xuất thì phần nhiệt lượng còn lại đã được bổ sung trong những năm sau đó. Vì vậy mùa đông 2006-2007 đã không đến Châu Âu và Bắc Mỹ. Vào mùa hè (tháng 6) năm 2007 bỗng nhiên xẩy ra phún xuất của núi lửa cao nhất Châu Âu - núi lửa Etna. Phún xuất của Etna đã yếu hơn nhiều so với núi lửa ở Băng đảo (Islandia), nhưng nó lại chồng lên những lớp còn sót lại của phún xuất Grimsbothna.

Trước khi phún xuất của núi lửa Etna, mùa hè năm 2007 đã đánh bại tất cả các kỷ lục về mức độ nóng bức, đã bắt đầu các vụ hoả hoạn không ngừng. Nhưng Etna đã phun trào vào khí quyển những khối hơi, chúng ngưng tụ trên biên của tầng đối lưu và tầng bình lưu. Vùng áp thấp ở Bắc Đại Tây Dương đã lôi kéo đám mây phun trào của Etna về khu vực đó và mưa dữ dội đã đổ xuống những hòn đảo của nước Anh gây ra những trận lũ lụt ác liệt.

Theo hành trình thông thường của các trận lốc xoáy Bắc Đại Tây Dương, khối hơi nước do Etna phun ra trong suốt mùa hè đã đi qua Scandinavia và Bắc nước Nga mang theo những trận mưa không đếm xuể. Sự nóng bức đã ngủ yên, những trận mưa cứu sinh đã qua đi. Nhưng, ở miền Nam nước Nga đám mây hơi của Etna đã không trút xuống và sự nóng bức ở đó đã đánh bại tất cả những kỷ lục nhiều năm. Mùa hè rất nóng và khô đã diễn ra ở Ucraina, Moldavia, Hy Lạp, Ý, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha. Ở Hy Lạp và Bồ Đào Nha các cánh rừng đã cháy rất mạnh. Mùa thu ở Matscơva (và có thể nói ở tất cả Châu Âu và Châu Mỹ) đã không nóng và mưa vừa phải. Mùa đông 2007-2008 đã bắt đầu như thường lệ, nhưng đến tháng chạp đã bắt đầu tiết trời trở ấm, và tất cả mọi người lại một lần nữa lên tiếng về sự nóng lên toàn cầu.

Sự giải thích các nguyên nhân của những dị thường thời tiết những năm gần đây do các núi lửa là đúng đắn, kể cả đối với các diễn biến ngoằn nghèo của các quá trình thời tiết. Xin nhắc lại, phun trào của núi lửa Etna yếu hơn nhiều về phát thải hơi nước và bụi so với phun trào của núi lửa Grimsbothna ở Băng Đảo. Phun trào đó đủ để trút mưa xuống nước Anh, làm dịu bớt sự nóng bức và khô hạn ở Bắc Âu và Châu Mỹ. Nhưng vấn đề ở chỗ đang là mùa hè, bụi phun ra từ núi lửa Etna của đảo Xi-xi-lơ đã được nung nóng nhanh chóng và trộn với những bụi mịn nóng bỏng còn lại của núi lửa Grimsbothna. Hỗn hợp bụi của 2 núi lửa thế nào cũng nung nóng bầu khí quyển và mùa hè 2008 ở phần Châu Âu của Nga rất nóng và khô. Những kịch bản phát triển của quá trình thời tiết sẽ phụ thuộc vào điều kiện là những phần nhỏ mịn của bụi từ các núi lửa Etna và Grimsbothna sẽ lắng xuống nhanh chóng ra sao, và cũng phụ thuộc vào những yếu tố hình thành thời tiết như núi lửa, mặt trời, đại dương và khí quyển quan hệ tương quan như thế nào. Sau đó thời tiết sẽ đi vào tiêu chuẩn lâu đời như xưa nay với những sai lệch thường lệ của nó? Do đó không nên hốt hoảng vì những hiện tượng ngẫu nhiên của thiên nhiên.