Cho đến thời điểm hiện tại, các nghiên cứu về khí hậu Trái đất đã ghi nhận mối tương quan mạnh mẽ giữa khí hậu toàn cầu và khí carbon dioxide trong khí quyển; nghĩa là, trong thời kỳ ấm áp, nồng độ CO2 cao vẫn tồn tại, trong khi thời gian lạnh hơn tương ứng với mức tương đối thấp.
Thực vật phù du Emiliania huxleyi cung cấp manh mối mới về quá khứ khí hậu, hiện tại và tương lai. Tín dụng hình ảnh: Wikimedia Commons
Tuy nhiên, trong tuần này, tạp chí Nature của tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu về nhợt nhạt tiết lộ rằng khoảng 12-5 triệu năm trước khí hậu đã được tách ra khỏi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển. Bằng chứng mới về điều này xuất phát từ các lõi trầm tích dưới biển sâu có niên đại vào cuối thời kỳ Miocene trong lịch sử Trái đất.
Trong thời gian đó, nhiệt độ trên một vùng rộng lớn của Bắc Thái Bình Dương ấm hơn 9-14 độ F so với hiện nay, trong khi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển vẫn ở mức thấp gần các giá trị trước Cách mạng Công nghiệp.
Nghiên cứu cho thấy, trong năm triệu năm qua, những thay đổi trong hoàn lưu đại dương cho phép khí hậu Trái đất kết hợp chặt chẽ hơn với những thay đổi về nồng độ carbon dioxide trong khí quyển.
Các phát hiện cũng chứng minh rằng khí hậu của thời hiện đại dễ phản ứng hơn với việc thay đổi nồng độ carbon dioxide so với 12 triệu năm qua.
Jamie Allan, giám đốc chương trình thuộc Khoa học Đại dương của Tổ chức Khoa học Quốc gia (NSF), đã tài trợ cho nghiên cứu này.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Jonathan LaRiviere và Christina Ravelo của Đại học California tại Santa Cruz (UCSC), đã tạo ra sự tái tạo liên tục đầu tiên của nhiệt độ ngoài khơi Thái Bình Dương trong kỷ nguyên Miocene muộn.
Đó là thời gian có điều kiện gần như không có băng ở Bắc bán cầu và điều kiện ấm hơn so với hiện đại trên khắp các lục địa.
Các mẫu cốt lõi được thu thập tại các địa điểm được ghi nhận ở Bắc Thái Bình Dương. Tín dụng hình ảnh: Jonathan LaRiviere / Xem dữ liệu đại dương
Nghiên cứu dựa trên bằng chứng về khí hậu cổ đại được bảo tồn trong các bộ xương phù du siêu nhỏ, được gọi là microfossils, đã chìm xuống đáy biển từ lâu và cuối cùng bị chôn vùi dưới lớp trầm tích.
Các mẫu của các trầm tích này gần đây đã được đưa lên bề mặt trong các lõi được khoan vào đáy đại dương. Các lõi đã được lấy ra bởi các nhà khoa học biển làm việc trên tàu Nghị quyết JOIDES.
Các microfossils, các nhà khoa học đã phát hiện ra, chứa đựng manh mối về thời điểm hệ thống khí hậu Trái đất hoạt động khác nhiều so với hiện nay.
Một cách khác, đó là một phát hiện đáng ngạc nhiên, theo hiểu biết của chúng tôi rằng khí hậu và carbon dioxide được kết hợp chặt chẽ với nhau.
Vào cuối thời Miocene, phải có một cách khác để thế giới ấm lên. Một khả năng là các mô hình quy mô lớn trong lưu thông đại dương, được xác định bởi hình dạng rất khác nhau của các lưu vực đại dương vào thời điểm đó, cho phép nhiệt độ ấm áp vẫn tồn tại mặc dù nồng độ carbon dioxide thấp.
Thái Bình Dương vào cuối Miocene rất ấm áp và thermocline, ranh giới ngăn cách nước mặt ấm hơn với vùng nước lạnh bên dưới, sâu hơn nhiều so với hiện tại.
Các nhà khoa học cho rằng dòng nhiệt sâu này dẫn đến sự phân phối hơi nước và các đám mây trong khí quyển có thể duy trì khí hậu toàn cầu ấm áp.
Kết quả giải thích nghịch lý dường như nghịch lý của thế giới Miocene ấm nhưng khí nhà kính thấp của Miocene, ông nói, Candace Major, giám đốc chương trình của Khoa Khoa học Đại dương NSF.
Một số khác biệt lớn trong các tuyến đường thủy trên thế giới có thể góp phần vào nhiệt độ sâu và nhiệt độ ấm áp của Miocen muộn.
Ví dụ, Đường biển Trung Mỹ vẫn mở, Đường biển Indonesia rộng hơn nhiều so với bây giờ và Eo biển Bering đã bị đóng cửa.
Những khác biệt trong ranh giới của đại dương lớn nhất thế giới, Thái Bình Dương, sẽ dẫn đến các mô hình lưu thông rất khác so với những gì được quan sát ngày nay.
Khi bắt đầu kỷ nguyên Pliocene, khoảng năm triệu năm trước, các tuyến đường thủy và lục địa trên thế giới đã chuyển sang vị trí gần như chúng chiếm giữ bây giờ.
Điều đó cũng trùng hợp với sự giảm nhiệt độ trung bình toàn cầu, sự thay đổi nhiệt độ và sự xuất hiện của những tảng băng lớn ở Bắc bán cầu, nói ngắn gọn, khí hậu con người đã biết trong suốt lịch sử được ghi lại.
Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của lưu thông đại dương trong việc xác định điều kiện khí hậu, Ravelo nói. Nó nói với chúng ta rằng hệ thống khí hậu Trái đất đã phát triển và độ nhạy khí hậu có thể ở mức cao nhất mọi thời đại.
Tái xuất bản với sự cho phép của Quỹ khoa học quốc gia.