Khí hậu Trái Đất đã dao động giữa các trạng thái “băng hà” (icehouse) và “nhà kính” (greenhouse) trong suốt hàng trăm triệu năm.

Nghiên cứu mới cho thấy những biến động mạnh mẽ này không chỉ do carbon dioxide trong khí quyển gây ra, mà còn chịu ảnh hưởng lớn từ sự chuyển động chậm của các mảng kiến tạo bên dưới bề mặt Trái Đất.

Công trình được công bố trên tạp chí Communications Earth and Environment đã làm rõ cách kiến tạo mảng điều tiết các dòng carbon trong suốt 540 triệu năm qua.

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của các quá trình “khóa chặt” carbon trong thời gian dài, qua đó mang lại những bài học quan trọng cho thách thức phát triển bền vững hiện nay.

Trước đây, các nhà khoa học thường xem các vành đai núi lửa là nguồn phát thải CO₂ tự nhiên chính vào khí quyển. Những vành đai này hình thành khi các mảng kiến tạo va chạm, giải phóng carbon bị giữ sâu trong đá.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới phát hiện rằng các sống núi giữa đại dương và các đới tách giãn lục địa – nơi các mảng kiến tạo tách ra – trong nhiều giai đoạn lại đóng vai trò lớn hơn. Những khu vực này ảnh hưởng đến cách carbon được lưu trữ trong trầm tích đáy biển sâu và cuối cùng được tái giải phóng vào khí quyển.

Đại dương hấp thụ một lượng khổng lồ CO₂ và lưu trữ nó trong các loại đá đáy biển giàu carbon.

Theo thời gian địa chất, chuyển động kiến tạo mang các trầm tích này về các đới hút chìm, giải phóng carbon trong một quá trình được gọi là chu trình carbon sâu.

Bằng các mô hình máy tính, các nhà nghiên cứu đã liên hệ các giai đoạn nóng lên với thời kỳ lượng carbon được giải phóng vượt quá lượng được lưu trữ. Ngược lại, các thời kỳ băng hà xuất hiện khi quá trình cô lập carbon trong đại dương chiếm ưu thế, làm giảm nồng độ CO₂ trong khí quyển.

Tất cả hình ảnh đều được cấp phép từ Shutterstock, trừ khi có ghi chú khác

Cán cân này bắt đầu thay đổi khoảng 120 triệu năm trước, khi các sinh vật phù du tạo vỏ canxi cacbonat phát triển mạnh. Hoạt động của chúng làm tăng lượng carbon bị chôn vùi, và sau đó – khi trầm tích được tái chế – lại làm gia tăng phát thải từ các vành đai núi lửa.

Những phát hiện này nhấn mạnh rằng sự ổn định khí hậu của Trái Đất phụ thuộc vào khả năng lưu trữ carbon dài hạn không kém gì lượng carbon phát thải.

Việc hiểu rõ các cơ chế tự nhiên này càng củng cố tầm quan trọng của việc bảo vệ các “bể chứa carbon” ngày nay – từ đại dương đến đất đai – như một phần thiết yếu trong chiến lược ứng phó bền vững với phát thải ngày càng tăng.