Nghiên cứu mới tiết lộ rằng các tảng băng khổng lồ đã kìm hãm các vụ phun trào trong hàng nghìn năm, tạo ra áp lực ngầm. Nhưng khi sức nặng băng giá đó biến mất, nó có thể kích hoạt một làn sóng phun trào dữ dội - đặc biệt là ở những nơi như Nam Cực. Mối đe dọa núi lửa bất ngờ này không chỉ gây ra rủi ro khu vực mà còn có thể đẩy nhanh biến đổi khí hậu trong một vòng phản hồi nguy hiểm. Ngọn lửa ẩn giấu của Trái đất có thể gần bề mặt hơn chúng ta tưởng.

Theo nghiên cứu trên sáu ngọn núi lửa ở dãy Andes của Chile, việc các sông băng tan chảy có thể đang âm thầm tạo tiền đề cho các vụ phun trào núi lửa dữ dội và thường xuyên hơn trong tương lai.

Nghiên cứu được trình bày hôm nay (ngày 8 tháng 7) tại Hội nghị Goldschmidt ở Prague cho thấy hàng trăm núi lửa ngầm dưới băng trên toàn thế giới - đặc biệt là ở Nam Cực - có thể trở nên hoạt động mạnh hơn khi biến đổi khí hậu đẩy nhanh quá trình tan chảy của các sông băng.

Mối liên hệ giữa sự tan chảy của các sông băng và sự gia tăng hoạt động núi lửa đã được biết đến ở Iceland từ những năm 1970, nhưng đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên khám phá hiện tượng này trong các hệ thống núi lửa lục địa. Những phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn và dự đoán hoạt động núi lửa ở các vùng được bao phủ bởi sông băng.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Wisconsin-Madison, Hoa Kỳ, đã sử dụng phương pháp định tuổi bằng argon và phân tích tinh thể trên sáu ngọn núi lửa ở miền nam Chile, bao gồm cả núi lửa Mocho-Choshuenco hiện đã ngừng hoạt động, để điều tra xem sự tiến và lùi của Băng hà Patagonia đã ảnh hưởng đến hoạt động núi lửa trong quá khứ như thế nào. Công trình này được thực hiện với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu từ Đại học Lehigh, Đại học California Los Angeles và Đại học Dickinson.

Bằng cách xác định niên đại chính xác của các vụ phun trào trước đó và phân tích các tinh thể trong đá phun trào, nhóm nghiên cứu đã theo dõi cách trọng lượng và áp suất của băng hà làm thay đổi đặc tính của magma dưới lòng đất.

Họ phát hiện ra rằng trong thời kỳ đỉnh điểm của kỷ băng hà cuối cùng (khoảng 26.000-18.000 năm trước), lớp băng dày đã kìm hãm khối lượng các vụ phun trào và cho phép một lượng lớn magma giàu silica tích tụ ở độ sâu 10-15 km dưới bề mặt.

Khi lớp băng tan chảy nhanh chóng vào cuối kỷ băng hà cuối cùng, sự mất trọng lượng đột ngột đã khiến lớp vỏ Trái Đất giãn ra và khí trong dung nham nở ra. Sự tích tụ áp suất này đã kích hoạt các vụ phun trào núi lửa dữ dội từ lòng đất sâu, dẫn đến sự hình thành núi lửa.

Pablo Moreno-Yaeger từ Đại học Wisconsin-Madison, Hoa Kỳ, đang trình bày nghiên cứu tại Hội nghị Goldschmidt. Ông cho biết: "Các sông băng có xu hướng kìm hãm cường độ phun trào của các núi lửa bên dưới chúng. Nhưng khi các sông băng tan chảy do biến đổi khí hậu, phát hiện của chúng tôi cho thấy những núi lửa này lại phun trào thường xuyên hơn và dữ dội hơn. Điều kiện then chốt để tăng tính bùng nổ ban đầu là phải có một lớp băng dày bao phủ buồng magma, và điểm kích hoạt là khi các sông băng bắt đầu tan chảy, giải phóng áp lực - điều hiện đang xảy ra ở những nơi như Nam Cực".

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy hiện tượng này không chỉ giới hạn ở Iceland, nơi đã quan sát thấy sự gia tăng hoạt động núi lửa, mà còn có thể xảy ra ở Nam Cực. Các khu vực lục địa khác, như một số vùng của Bắc Mỹ, New Zealand và Nga, cũng cần được các nhà khoa học quan tâm hơn".

Mặc dù phản ứng của núi lửa đối với sự tan chảy của sông băng diễn ra gần như tức thời về mặt địa chất, nhưng quá trình thay đổi trong hệ thống magma lại diễn ra dần dần và kéo dài hàng thế kỷ, tạo điều kiện cho việc theo dõi và cảnh báo sớm.

Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng hoạt động núi lửa gia tăng có thể gây ra những tác động đến khí hậu toàn cầu. Trong ngắn hạn, các vụ phun trào giải phóng khí dung (các hạt nhỏ li ti trong khí) có thể tạm thời làm mát hành tinh. Điều này đã được chứng kiến ​​sau vụ phun trào núi Pinatubo năm 1991 ở Philippines, làm giảm nhiệt độ toàn cầu khoảng 0,5 độ C. Nhưng với nhiều vụ phun trào liên tiếp, tác động sẽ đảo ngược.

"Theo thời gian, tác động tích lũy của nhiều vụ phun trào có thể góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu về lâu dài do sự tích tụ khí nhà kính", Moreno-Yaeger cho biết. "Điều này tạo ra một vòng phản hồi tích cực, trong đó các sông băng tan chảy kích hoạt các vụ phun trào, và các vụ phun trào đến lượt chúng có thể góp phần làm nóng lên và tan chảy hơn nữa".

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia như một phần của dự án do Giáo sư Brad Singer tại Đại học Wisconsin-Madison dẫn đầu.