Cao nguyên Tây Tạng. Ảnh: Internet

Khi nghĩ đến hậu quả của động đất, người ta thường xem xét thiệt hại về người (ví dụ: thương tích, tử vong) và của (ví dụ: phá hủy nhà cửa, đường sá, cơ sở hạ tầng). Tuy nhiên, thiệt hại về môi trường cũng rất đáng xem xét.

Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature Geoscience của nhóm tác giả ở Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cùng các đồng nghiệp ở Canada và Tây Ban Nha cho thấy việc phục hồi rừng sau động đất có thể mất nhiều thời gian, lên tới hàng thập kỷ. Ví dụ, sau trận động đất ở hai quận Zayu-Medog ở Tây Tạng năm 1950, các khu rừng phải mất 45 năm để phục hồi hoàn toàn.

Nhìn chung, các khu vực có mảng kiến tạo hoạt động thường dễ xảy ra động đất. Động đất có thể tàn phá rừng bằng cách làm cây cối gẫy đổ, hoặc làm xáo trộn nguồn cung nước và dưỡng chất của khu rừng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các vòng cây để xem xét và tái tạo điều kiện môi trường trong quá khứ.

Họ tạo ra một bộ dữ liệu rừng có niên đại từ năm 1900 đến nay, ở bảy vùng núi trên toàn cầu(phía tây Bắc Mỹ, tây bắc Bắc Mỹ, cao nguyên Tây Tạng, khu vực Địa Trung Hải, cao nguyên Mông Cổ, tây nam Nam Mỹ và New Zealand). Trong đó, các nhà nghiên cứu tách riêng mối liên hệ giữa chiều rộng của vòng tăng trưởng cây với khí hậu để từ đó xác định các hiệu ứng địa chấn cụ thể.

Các vòng cây được xác định niên đại và đối chiếu với các sự kiện động đất đã biết trong 120 năm qua. Cường độ của mỗi trận động đất tính bằng thang đo chấn động Mercalli điều chỉnh (MMI) [Thang Mercalli đo động đất dựa trên tác động của nó lên môi trường và con người tại một vị trí cụ thể, thay vì đo trực tiếp năng lượng giải phóng của trận động đất như thang đo Richter, có thể vì không có sẵn bản ghi về cường độ các trận động đất cũ].

Trong tổng số 4.685 vị trí lấy mẫu vòng cây trải rộng trên vành đai Thái Bình Dương và vành đai Alpine-Himalaya, nhóm nghiên cứu xác định được 31,4% vị trí từng trải qua các trận động đất có cường độ MMI ≥4; 16,2% vị trí trải qua các trận động đất có cường độ MMI ≥5 và 7,3% vị trí trải qua các trận động đất có cường độ MMI ≥6.

Sau đó, họ phân tích mối liên quan giữa động đất và tốc độ sinh trưởng của cây trong 20 năm sau thảm họa, từ đó xác định các yếu tố môi trường then chốt làm tăng hay giảm khả năng phục hồi của rừng.

Khả năng phục hồi của rừng thay đổi trong 30 năm sau trận động đất. Ảnh: Gao et al. 2024.

Kết quả cho thấy các vùng ôn đới khô có khả năng phục hồi tốt nhất. Điều này được thể hiện qua sự gia tăng đáng kể kích thước vòng cây (phản ánh tốc độ sinh trưởng) khi có lượng mưa phù hợp sau thảm họa.

Ở một vài vùng tại Bắc Mỹ, cao nguyên Tây Tạng và Nam Mỹ, đã có một phản ứng tích cực rõ ràng (tăng trưởng mạnh) sau động đất, tiếp theo là giai đoạn phục hồi (tăng trưởng trở lại bình thường). Sự phục hồi có thể xảy ra trong vòng từ vài năm đến hơn 20 năm.

Tuy nhiên, ở một vài vùng khác tại cao nguyên Tây Tạng và New Zealand, phản ứng đôi khi là tiêu cực (tăng trưởng giảm) sau động đất và phản ứng tiêu cực kéo dài (10-15 năm), chứng tỏ các khu vực này có khả năng phục hồi thấp hơn.

Ở một số vùng khô ráo tại Địa Trung Hải và cao nguyên Mông Cổ, rất khó để nhận thấy sự thay đổi tích cực hoặc tiêu cực rõ ràng trong quá trình phát triển của cây sau động đất. Do vậy, các vùng này có lẽ có khả năng phục hồi yếu hơn hoặc phức tạp hơn đối với động đất.

Kết quả cho thấy các vùng ôn đới khô có khả năng phục hồi tốt nhất. Điều này được thể hiện qua sự gia tăng đáng kể kích thước vòng cây (phản ánh tốc độ sinh trưởng) khi có lượng mưa phù hợp sau thảm họa.

Ở một vài vùng tại Bắc Mỹ, cao nguyên Tây Tạng và Nam Mỹ, đã có một phản ứng tích cực rõ ràng (tăng trưởng mạnh) sau động đất, tiếp theo là giai đoạn phục hồi (tăng trưởng trở lại bình thường). Sự phục hồi có thể xảy ra trong vòng từ vài năm đến hơn 20 năm.

Tuy nhiên, ở một vài vùng khác tại cao nguyên Tây Tạng và New Zealand, phản ứng đôi khi là tiêu cực (tăng trưởng giảm) sau động đất và phản ứng tiêu cực kéo dài (10-15 năm), chứng tỏ các khu vực này có khả năng phục hồi thấp hơn.

Ở một số vùng khô ráo tại Địa Trung Hải và cao nguyên Mông Cổ, rất khó để nhận thấy sự thay đổi tích cực hoặc tiêu cực rõ ràng trong quá trình phát triển của cây sau động đất. Do vậy, các vùng này có lẽ có khả năng phục hồi yếu hơn hoặc phức tạp hơn đối với động đất.

Sơ đồ giải thích về cách các sự kiện địa chấn ảnh hưởng đến khả năng phục hồi của rừng. Ảnh: Gao et al. 2024.

Theo nhóm nghiên cứu, các vết nứt do động đất tạo thành các rãnh, làm mưa xâm nhập vào các lớp đất sâu hơn, khiến cho nước trữ trong đất nhiều hơn và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Hiệu ứng này có thể nổi bật hơn ở các khu vực phẳng và thấp như cao nguyên Mông Cổ và Địa Trung Hải. Nghĩa là địa hình phẳng giúp nước thấm sâu hơn, lưu trữ được nhiều hơn so với những địa hình dốc như New Zealand.

Ngược lại, những khu vực như New Zealand có khả năng phục hồi rừng thấp hơn đáng kể, vì lượng mưa cao kèm địa hình dốc gây ra xói mòn đất và rửa trôi chất dinh dưỡng, làm giảm chất lượng đất và kìm hãm sự phát triển của cây.

Nhìn chung, tác giả bài báo cho rằng trong khi những tác động của khí hậu đến khả năng phục hồi của rừng chỉ kéo dài khoảng 5 năm thì những tác động của hoạt động địa chất đến rừng có thể kéo dài tới 20 năm hoặc hơn.

Hiểu được khả năng phục hồi của rừng sau mỗi trận động đất là rất quan trọng, vì nó giúp chúng ta đánh giá được những thách thức riêng mà đa dạng sinh học phải đối mặt trong quá trình phục hồi, cũng như nhu cầu quản lý rủi ro để bảo vệ các bể chứa carbon quan trọng này.