Hiện tượng "chưa từng có" đang xảy ra với Trái đất

Mỗi ngày, dù bạn không hề nhận ra, Trái Đất đang mất thêm một chút thời gian để hoàn thành một vòng quay. Sự thay đổi này chỉ được đo bằng phần nhỏ của mili giây, nhưng lực cần thiết để tạo ra nó lại lớn đến mức gần như không thể tưởng tượng nổi.

Theo một nghiên cứu mới, tốc độ ngày dài ra hiện nay là "chưa từng có" trong 3,6 triệu năm lịch sử địa chất.

Các phát hiện cho thấy rằng khi các tảng băng và sông băng ở vùng cực tan chảy do biến đổi khí hậu, lượng nước từng bị giữ lại ở vĩ độ cao sẽ chảy vào đại dương và lan rộng về phía xích đạo.

Điều này làm dịch chuyển khối lượng ra khỏi các cực của Trái Đất, và giống như một vận động viên trượt băng nghệ thuật dang rộng tay giữa vòng quay, nó làm chậm quá trình quay.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu đang gây ra những tác động kỳ lạ đến sự quay của Trái đất. Giờ đây, nhóm nghiên cứu từ Đại học Vienna và ETH Zurich đã xem xét lại lịch sử địa chất để đặt câu hỏi liệu tốc độ thay đổi tương tự như hiện nay đã từng xảy ra trước đây hay chưa.

Câu trả lời dứt khoát là không.

Đọc thời gian trong những vỏ sò cổ đại

Độ dài của một ngày chưa bao giờ hoàn toàn cố định. Sự quay của Trái Đất liên tục bị tác động bởi lực hấp dẫn của Mặt Trăng, bởi các quá trình diễn ra sâu bên trong lòng hành tinh và bởi những thay đổi trong khí quyển.

Những lực này tác động và kéo theo nhiều hướng khác nhau, và qua thời gian địa chất, chúng đã tạo ra những biến động về độ dài của một ngày. Điều mà các nhà khoa học hiện nay đã xác định được là biến đổi khí hậu đã trở thành một lực lượng đủ mạnh để sánh ngang, và theo thời gian, sẽ lấn át tất cả chúng.

Để nhìn lại hàng triệu năm trước, các nhà nghiên cứu đã tìm đến những hóa thạch của một sinh vật biển đơn bào sống ở đáy biển, được gọi là trùng lỗ đáy biển (benthic foraminifera).

Thành phần hóa học trong vỏ của chúng ghi lại những thay đổi cổ xưa về mực nước biển. Bằng cách nghiên cứu những thay đổi này, các nhà nghiên cứu có thể tính toán xem sự quay của Trái đất đã thay đổi như thế nào.

Một thuật toán học máy được phát triển đặc biệt, được thiết kế để xử lý những bất định trong dữ liệu cổ xưa như vậy, đã cho phép họ đưa ra những kết luận chắc chắn từ các tài liệu có niên đại từ cuối kỷ Pliocene, cách đây 3,6 triệu năm.

Trong suốt khoảng thời gian đó, có một dữ liệu nổi bật: đó là ngày hôm nay.

Tốc độ kéo dài ngày do biến đổi khí hậu hiện nay – 1,33 mili giây mỗi thế kỷ – nghe có vẻ không đáng kể. Nhưng nếu xét đến các lực tác động, sự phân bổ lại khối lượng này là vô cùng lớn.

"Sự thay đổi lớn về độ dài ngày như vậy đòi hỏi sự phân bổ lại khối lượng khổng lồ: khoảng 1.000 gigatonnes di chuyển từ các cực ra đại dương," Giáo sư Benedikt Soja của ETH Zurich, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết. "Để hình dung lượng này, hãy tưởng tượng một khối băng đặc đặt trên thành phố New York. Nó sẽ cao 10 km, cao hơn cả đỉnh Everest."

Về mặt năng lượng cần thiết để tạo ra sự thay đổi như vậy, Tiến sĩ Mostafa Kiani Shahvandi thuộc Đại học Vienna, tác giả chính của nghiên cứu, đã diễn tả như sau: "Sự thay đổi trong năng lượng quay của Trái đất tương đương với một trận động đất mạnh 9,0 độ Richter." Không phải về mặt tàn phá, mà là về sức mạnh trên quy mô toàn cầu.

Vượt cả lực hấp dẫn của Mặt Trăng

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một thời điểm trong lịch sử địa chất, khoảng hai triệu năm trước, khi tốc độ thay đổi gần bằng tốc độ hiện nay. Nhưng đó là một trường hợp ngoại lệ.

"Sự kết hợp hoàn hảo giữa các tảng băng dễ vỡ và sự gia tăng đột ngột lượng CO₂ tự nhiên đã gây ra hiện tượng tan chảy hàng loạt các tảng băng ở vùng cực," Soja nói. "Sự kiện hiếm hoi này chưa từng lặp lại một cách tự nhiên kể từ đó, thế nhưng hoạt động của con người hiện đang tạo ra một tác động tương tự trên quy mô toàn cầu chỉ trong hơn một thế kỷ."

Vậy, chúng ta sẽ đi đến đâu? Trong tương lai với lượng khí thải cao và sự phụ thuộc nặng nề vào nhiên liệu hóa thạch, biến đổi khí hậu được dự báo sẽ trở thành yếu tố chính gây ra sự thay đổi độ dài ngày vào cuối thế kỷ này, thậm chí vượt cả lực hấp dẫn của Mặt Trăng.

Hậu quả thực tiễn của điều này tuy nhỏ nhưng có thật. "Mặc dù một phần nghìn giây có vẻ rất nhỏ, nhưng hiệu ứng này lại vô cùng quan trọng đối với độ chính xác thời gian cực cao cần thiết cho hệ thống định vị GPS trên Trái đất và định vị tàu vũ trụ trong hệ mặt trời", Soja nói.

Hơn nữa, những thay đổi quy mô toàn cầu mà con người đang gây ra đối với sự quay của Trái Đất phản ánh những tác động sâu rộng mà chúng ta đang gây ra cho hệ sinh thái Trái Đất. Sự phân bố lại dân số quy mô lớn này đi kèm với các hiện tượng thời tiết cực đoan hơn và mực nước biển dâng cao, cả hai đều được dự báo sẽ có tác động to lớn đến nơi con người có thể sinh sống an toàn trong tương lai.

"Điều quan trọng nhất cần rút ra là ảnh hưởng của con người lên hệ thống Trái đất đã trở nên sâu sắc đến mức chúng ta đang làm thay đổi chính cách Trái đất quay", Soja nói.

Về những bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu hiện đang tập trung vào các cách thức khác mà hoạt động của con người đang làm dịch chuyển khối lượng trên toàn cầu, đặc biệt là sự suy giảm mực nước ngầm và những thay đổi trong chu trình nước do biến đổi khí hậu gây ra.

Theo Soja, những tính toán ban đầu cho thấy những tác động này nhỏ hơn đáng kể so với tác động từ băng tan và sông băng, nhưng việc hiểu rõ chúng sẽ giúp làm sáng tỏ hơn bức tranh chính xác về cách thức và tốc độ chúng ta đang làm thay đổi sự quay của Trái đất.

Nguồn: BBC