Mùa đông núi lửa là gì? Nguyên nhân và hậu quả
Mục lục
Mùa đông núi lửa – Định nghĩa và nguyên nhân xảy ra
Mùa đông núi lửa là hiện tượng giảm nhiệt độ toàn cầu diễn ra sau khi một núi lửa lớn phun trào. Ánh sáng mặt trời bị che khuất bởi hỗn hợp tro bụi núi lửa cùng với hơi axit sulfuric, làm tăng độ phản xạ bức xạ mặt trời của trái đất.
Hiệu ứng làm mát dài hạn sau mỗi lần phun trào núi lửa lớn phụ thuộc vào lượng hợp chất lưu huỳnh ở dạng aerosol đưa vào tầng bình lưu của khí quyển. Lượng hợp chất lưu huỳnh này tạo thành lớp khiên phản xạ ánh sáng mặt trời, do đó lượng nhiệt truyền xuống các tầng thấp hơn bị giảm đi, các hoạt động đối lưu thay đổi, mưa ít xảy ra hơn. Do đó cần một thời gian dài để rửa các hạt ngưng tụ ra khỏi khu vực.
Aerosol tại tầng bình lưu làm mát bề mặt và tầng đối lưu bằng cách phản chiếu bức xạ mặt trời, làm ấm tầng bình lưu bằng cách hấp thụ bức xạ mặt đất, và khi kết hợp với clo trong tầng bình lưu sẽ phá hủy tầng ôzôn là tác nhân vốn tác động làm ấm lên phần tầng bình lưu thấp hơn. Sự thay đổi ấm và làm mát không khí dẫn đến thay đổi trong lưu thông ở tầng đối lưu và tầng bình lưu.
Ví dụ về mùa đông núi lửa trong lịch sử
Những tác động của các vụ phun trào núi lửa gây ra mùa đông núi lửa gần đây có quy mô nhỏ, tuy nhiên lại có ý nghĩa lớn trong lịch sử.
- Trong năm 1991, núi lửa Pinatubo (một núi lửa tại Philippines) phun trào và làm giảm nhiệt độ toàn cầu trong khoảng 2-3 năm.
- Năm 1883, vụ nổ của hiện tượng phun trào núi lửa Krakatoa ( hay Krakatau) gây ra hiện tượng mùa đông núi lửa. 4 năm sau vụ nổ, thời tiết trở nên lạnh giá bất thường. Mùa đông năm 1887 và 1888 đã xảy ra các trận bão tuyết mạnh. Lượng tuyết rơi kỷ lục đã được ghi nhận trên toàn thế giới. Vụ phun trào của núi lửa Krakatoa gây ra tiếng động lớn nhất mà con người đã ghi nhận được, độ ồn lên đến 180db. Vụ nổ có đương lượng nổ tương đương với 200 megaton thuốc nổ TNT hay gấp 13 nghìn lần sức công phá của quả bom nguyên tử Little Boy (đương lượng nổ 13 – 16 kiloton), được thả xuống thành phố Hiroxima – Nhật bản.
Mùa đông núi lửa xảy ra sau hiện tượng phun trào núi lửa Tambora
- Năm 1815 sự phun trào của núi lửa Tambora, một núi lửa dạng tầng ở Indonesia. Nó gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan bất ngờ như: sương giá giữa mùa hè ở tiểu bang New York, tuyết rơi tháng Sáu tại New England, Newfoundland và Labrador. Từ đó năm 1816 được gọi là “Năm không có mùa hè”. Ngoài ra núi lửa Tambora còn tạo ra vụ nổ lớn nhất con người từ ghi nhận được trong lịch sử. Dung nham phun ra từ núi lửa Tambora có độ cao 4000m. Nó khiến cho 10.000 người thiệt mạng ngay lập tức và 71.000 người thiệt mạng sau đó. Vụ phun trào phát tán vào không khí khoảng 150 km3 tro bụi gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
>> Xem thêm Ô nhiễm môi trường gây ra bởi sự phun trào núi lửa
- Vào năm 1600, núi lửa Huaynaputina tại Peru bùng nổ mạnh mẽ. Đó có thể là nguyên nhân xảy ra hiện tượng lạnh hơn vào mua đông từ năm 1600 đến năm 1603. Năm 1600 đến năm 1602 tại Trung và Đông Âu có mùa đông lạnh giá. Nước Nga có nạn đói tồi tệ nhất trong khoảng thời gian từ 1601 đến 1603. Năm 1601 tại Pháp, Peru, Đức nho mất mùa dẫn đến sản xuất rượu vang sụp đổ. Rất nhiều các hiện tượng bất thường xảy ra trên toàn thế giới.
- Trong năm 1452 hoặc 1453, xảy ra vụ phun trào núi lửa ngầm Kuwae ở nước Cộng hòa Vanuatu (Tây nam Thái Bình Dương) gây ra thay đổi khí hậu năm 1453 trên toàn thế giới.
- Nạn đói lớn xảy ra ở châu Âu năm 1315 – 1317 (Great Famine of 1315 – 1317). Nguyên nhân có thể liên quan đến sự kiện phun trào núi lửa. Đó có thể là núi Tarawera ở New Zealand. Núi lửa này phun trào kéo dài trong thời gian khoảng 5 năm.
Mùa đông núi lửa xảy ra từ thời xa xưa
- Núi lửa Changbaishan (1000 năm trước CN)
- Núi lửa Changbaishan còn được biết đến với tên gọi Trường Bạch (Baitoushan). Đợt phun trào 1000 năm trước CN là đợt phun trào khủng khiếp. Tại đợt phun trào này, dòng nham thạch chảy dài đến tận phía Nam Nhật Bản. Khoảng cách ước tính là 750 dặm, tương đương 1.200 km. Sự phun trào này đồng thời tạo ra một miệng núi lửa rộng xấp xỉ 4.5 km và sâu khoảng 1km.
- Một giả thuyết có mùa đông núi lửa xảy ra vào thời kỳ khoảng 73.000 – 71.000 năm trước đây. Là hậu quả của vụ siêu phun trào Toba trên đảo Sumatra ở Indonesia. Thời gian được xác định bằng đồng vị phóng xạ 40Ar/39Ar của Michael Storey. Trong 6 năm kế tiếp lượng lưu huỳnh Dioxide đã phun ra dần lắng xuống hết. Hậu quả là trong 1 nghìn năm sau đó nhiệt độ toàn cầu tụt giảm 1°C. Đồng thời các cánh rừng ở khu vực Đông Nam Á bị tàn phá một cách rõ rệt.
Tác động của mùa đông núi lửa đến sự sống
Theo một số nhà nghiên cứu,mùa đông núi lửa dẫn đến sự kiện giảm mạnh về số lượng cá thể của các loài. Đó là nguyên nhân của hiện tượng cổ chai dân số.
Sự che khuất ánh nắng mặt trời trước tiên làm giảm nhiệt độ ở vùng mặt đất hoặc mặt nước. Từ đó tất yếu sẽ tác động tiêu cực đến thực vật. Sự thiếu ánh sáng mặt trời làm giảm quá trình quang hợp từ đó ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng. Thảm thực vật bị ảnh hưởng làm giảm nguồn thức ăn cho nhiều loài động vật. Dần dần một phần động vật bị chết đói.
Mùa đông núi lửa làm cho điều kiện môi trường sống có sự thay đổi và không đồng đều. Từ đó dẫn đến phân tán di truyền lớn (sự khác biệt di truyền) trong số cá thể sống sót. Quá trình chọn lọc tự nhiên diễn ra mạnh mẽ hơn. Số lượng các loài vật đạt đến mức thấp nhất để sự tiến hóa thay đổi. Điều này nhận ra rõ rất ở các loài có số lượng nhỏ.
