Trong vòng 2,6 triệu năm qua (còn được biết đến với tên gọi là Thời kỳ Đệ tứ), Trái đất đã trải qua hơn 50 kỷ băng hà, trong đó các thời kỳ ấm lên và lạnh đi đã xen kẽ nhau. Nếu nhìn vào quá khứ địa chất gần đây của Trái đất, điều này không phải là điều bất thường.

Băng hà đang tiến triển do sự kết hợp của nhiều yếu tố phức tạp, liên quan đến vị trí của Trái đất trong hệ mặt trời và các yếu tố cục bộ khác như mức độ CO2 trong không khí. Tuy nhiên, điều gì góp phần vào sự phát triển định kỳ của các tảng băng và sông băng? Hiện tại, các nhà khoa học đang nghiên cứu cách hoạt động của hệ thống này, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu do con người gây ra có thể ảnh hưởng đến chu kỳ này một cách vĩnh viễn.

Các nhà khoa học đang khám phá ra những chứng cứ về một quá khứ đóng băng lâu đời cho đến vài thế kỷ trước đây. Vào giữa thế kỷ 19, nhà tự nhiên học người Mỹ gốc Thụy Sĩ – Louis Agassiz đã ghi nhận những dấu vết mà các dòng sông băng đã để lại trên bề mặt Trái đất. Những tảng đá bị lệch ra khỏi vị trí và những mảng nứt vỡ lớn được gọi là băng tích, mà ông nghi ngờ là do sông băng cổ đại đã cuốn và đẩy chúng xa.

Bốn giai đoạn băng hà trong Kỷ nguyên Pleistocene đã được đặt tên bởi các nhà khoa học, kéo dài từ khoảng 2,6 triệu năm trước đến cuối thế kỷ 19, tức khoảng 11.700 năm trước. Tuy nhiên, chỉ sau hàng thập kỷ, các nhà nghiên cứu mới nhận ra rằng những thời kỳ lạnh giá này diễn ra thường xuyên hơn nhiều.

Vào thời điểm khoảng năm 1940, nhà khoa học thuộc lãnh vực vật lý thiên văn đến từ Serbia, Milutin Milankovitch đã đưa ra một lý thuyết được gọi là chu trình Milankovitch. Nghiên cứu này tập trung vào sự di chuyển của Trái đất và đây được xem là một bước tiến đáng kể trong quá trình tìm hiểu về chu kỳ kỷ băng hà. Hiện nay, lý thuyết này vẫn được sử dụng để giải thích sự biến đổi khí hậu hiện tại.

Bản phác thảo ba đường chính của Milankovitch được giáo sư cổ sinh vật học tại Đại học College London là Mark Maslin tạo ra. Ông cho biết rằng lượng bức xạ mặt trời (tức là nhiệt độ) đến Trái đất phụ thuộc vào những yếu tố mà quỹ đạo của Trái đất thay đổi so với mặt trời.

Sự thay đổi hình dạng của quỹ đạo Trái đất khi quay quanh Mặt trời không đều và có chu kỳ 96.000 năm. Theo Maslin, nguyên nhân của sự biến đổi này là do sao Mộc, chiếm 4% khối lượng của hệ mặt trời, có lực hấp dẫn mạnh mẽ. Tác động này khiến quỹ đạo của Trái đất dịch chuyển ra ngoài và sau đó quay trở lại.

Sự nghiêng của Trái đất là nguyên nhân tạo ra các mùa và cũng là yếu tố thứ hai quan trọng. Trục quay của Trái đất cho phép một bán cầu luôn nghiêng xa mặt trời gây ra mùa đông, trong khi bên kia nghiêng về phía nó gây ra mùa hè. Góc nghiêng này sẽ thay đổi theo chu kỳ khoảng 41.000 năm, làm thay đổi mức độ khắc nghiệt của các mùa. Nếu [trục] đứng thẳng hơn, mùa hè sẽ ít nóng hơn và mùa đông sẽ ít lạnh hơn một chút, theo Maslin.

Trục nghiêng của Trái đất được chuyển động giống như một cái gụ vào ngày thứ ba hàng tuần. Theo Maslin, do động lượng góc của Trái đất quay vòng rất nhanh mỗi ngày một lần, nên trục nghiêng bị chao đảo theo chu kỳ 20.000 năm.

Điều kiện quỹ đạo là yếu tố quan trọng đối với sự phát triển của kỷ băng hà, theo Milankovitch. Theo Maslin, để hình thành kỷ băng hà, băng phải tồn tại suốt mùa hè và xuất hiện liên tục vào mùa đông. Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra mùa hè mát mẻ.

Một mình hiện tượng quỹ đạo không đủ để chuyển sang thời kỳ băng hà. Nguyên nhân chính của một kỷ băng hà là tương tác cơ bản của hệ thống khí hậu. Các chuyên gia vẫn đang tranh cãi về tác động của các yếu tố môi trường khác nhau đến quá trình đóng băng và tan chảy của băng. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đây cho thấy tầm quan trọng của khí nhà kính trong khí quyển.

Trong đoạn văn này, các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu tác động khí hậu Potsdam (PIK) ở Đức đã chỉ ra rằng việc giảm đáng kể lượng khí CO2 trong khí quyển và tăng tốc độ khí CO2 trong khí quyển do con người thải ra đã kích hoạt các tác nhân của thời kỳ băng hà trước đây. Tuy nhiên, họ cũng cho biết rằng tác nhân này có thể ngăn chặn sự khởi đầu của kỷ băng hà tiếp theo trong vòng 100.000 năm tới.

Sự tiến bộ của nền văn hóa con người phụ thuộc vào kỷ băng hà, không giống bất kỳ yếu tố nào khác trên Trái đất. Theo Hans Joachim Schellnhuber, người đứng đầu PIK và đồng tác giả của một nghiên cứu vào năm 2016, kỷ băng hà đã tạo nên môi trường toàn cầu và để lại cho chúng ta các con sông, băng tuyết, vịnh và hồ nước, giúp chúng ta có được những mảnh đất tốt đẹp và cảnh quan tuyệt vời hiện nay. Tuy nhiên, tương lai của hành tinh phụ thuộc vào loài người và lượng khí thải phát ra từ nhiên liệu hóa thạch.

Hoài Anh.

Theo Live Science.