Có ba loại thiên tai xảy ra trong mỗi lần thiết lập lại: dịch bệnh, động đất và suy thoái khí hậu. Những bất thường thời tiết nghiêm trọng nhất xảy ra trong Bệnh dịch hạch Justinianic, khi tác động của tiểu hành tinh gây ra sự lạnh giá cực độ và một mùa đông rất khắc nghiệt. Cả hai tường thuật về Bệnh dịch hạch Justinianic và Cái chết Đen đều cho thấy các trận đại hồng thủy toàn cầu được đặc trưng bởi những trận mưa cực lớn đổ xuống gần như liên tục, gây ra lũ lụt thảm khốc. Đồng thời, các khu vực khác trên thế giới có thể bị hạn hán kéo dài. Thucydides đã báo cáo rằng trong thời kỳ Bệnh dịch ở Athens, hạn hán nghiêm trọng đã xảy ra ở những nơi lặt vặt. Đổi lại, Giáo hoàng Dionysius của Alexandria đã viết rằng trong Bệnh dịch hạch ở Cyprian, sông Nile đôi khi cạn kiệt và đôi khi tràn bờ và làm ngập lụt những khu vực rộng lớn.

Những trận đại hồng thủy toàn cầu nghiêm trọng nhất đã gây ra những bất thường về khí hậu kéo dài hàng thế kỷ. Đây là trường hợp xảy ra trong thời kỳ sụp đổ của Thời đại đồ đồng muộn, khi tình trạng hạn hán phổ biến khắp vùng Cận Đông, kéo dài hai trăm năm ở một số nơi và lên đến ba trăm năm ở những nơi khác. Một số học giả cho rằng nguyên nhân của trận đại hạn hán này là do sự thay đổi hướng của những cơn gió ẩm từ Đại Tây Dương. Sau Bệnh dịch Justinianic, nhiệt độ không hoàn toàn trở lại bình thường trong hơn một trăm năm tới. Thời kỳ này được gọi là Kỷ băng hà nhỏ. Kỷ băng hà nhỏ tiếp theo bắt đầu vào khoảng thời gian của Cái chết Đen và kéo dài vài trăm năm. Trong chương này, tôi sẽ cố gắng giải thích cơ chế đằng sau tất cả những dị thường khí hậu này.

Hậu Cổ Tiểu Kỷ Băng hà

Việc thiết lập lại liên quan đến Bệnh dịch hạch Justinianic kéo theo thời gian làm mát kéo dài.^(ref.) Đầu tiên, một tiểu hành tinh tấn công, và vài năm sau đó, các vụ phun trào núi lửa xảy ra, dẫn đến thời gian nguội đi ban đầu là 15 năm. Nhưng sự nguội lạnh vẫn tiếp tục sau đó trong hơn một trăm năm. Điều này xảy ra trong một giai đoạn lịch sử khi niên đại không chắc chắn. Sự bất thường có lẽ đã bắt đầu trong quá trình thiết lập lại năm 672 sau Công nguyên và tiếp tục cho đến cuối thế kỷ thứ 8. Cùng lúc đó, một trận hạn hán lớn xảy ra ở Mỹ, giáng một đòn nặng nề vào nền văn minh Maya.

Sự sụp đổ của nền văn minh Maya cổ điển là một trong những bí ẩn lớn nhất chưa có lời giải trong ngành khảo cổ học. Theo Wikipedia,^(ref.) sự suy tàn của nền văn minh giữa thế kỷ thứ 7 và thứ 9 được đặc trưng bởi sự bỏ hoang của các thành phố ở vùng đất thấp phía nam Maya của Trung Mỹ. Người Maya thường ghi ngày tháng trên các di tích mà họ xây dựng. Khoảng năm 750 sau Công nguyên, số lượng di tích có niên đại là 40 mỗi năm. Sau đó, con số bắt đầu giảm tương đối nhanh chóng, chỉ còn 10 người vào năm 800 sau Công nguyên và về 0 vào năm 900 sau Công nguyên.

Không có lý thuyết được chấp nhận chung cho sự sụp đổ, mặc dù hạn hán đã đạt được động lực như một lời giải thích hàng đầu. Các nhà cổ khí hậu đã tìm thấy nhiều bằng chứng cho thấy các khu vực của Bán đảo Yucatán và Lưu vực Petén đã trải qua hạn hán kéo dài vào cuối Thời kỳ Cổ điển. Hạn hán nghiêm trọng có thể dẫn đến suy giảm độ phì nhiêu của đất.

Theo nghiên cứu của nhà khảo cổ học Richardson B. Gill và cộng sự, hạn hán kéo dài ở lưu vực Cariaco gần Venezuela kéo dài từ năm 760 đến năm 930 sau Công nguyên.^(ref.) Lõi biển xác định niên đại chính xác của bốn đợt hạn hán nghiêm trọng trong các năm: 760 sau Công nguyên, 810 sau Công nguyên, 860 sau Công nguyên và 910 sau Công nguyên, trùng với bốn giai đoạn các thành phố bị bỏ hoang. Đây là những thay đổi khí hậu nghiêm trọng nhất ở khu vực này trong 7.000 năm trước đó. Nhà cổ khí hậu học Nicholas P. Evans và các đồng tác giả đã phát hiện ra trong nghiên cứu của họ rằng lượng mưa hàng năm giảm 50% trong thời kỳ nền văn minh Maya sụp đổ, với thời kỳ lượng mưa giảm tới 70% trong thời kỳ hạn hán cao điểm.^(ref.)

kỷ băng hà nhỏ

Thời kỳ băng hà nhỏ là một trong những thời kỳ lạnh nhất của quá trình làm mát khu vực trong thế Holocene. Thời kỳ làm mát đặc biệt rõ rệt ở khu vực Bắc Đại Tây Dương. Nó kết thúc vào khoảng năm 1850, nhưng không có sự đồng thuận về thời điểm nó bắt đầu và nguyên nhân của nó là gì. Do đó, bất kỳ niên đại nào cũng có thể được coi là thời điểm bắt đầu của thời kỳ lạnh giá, ví dụ:
– 1257, khi xảy ra vụ phun trào lớn của núi lửa Samalas ở Indonesia và mùa đông núi lửa liên quan.
– 1315, khi những trận mưa lớn ở châu Âu và Nạn đói lớn 1315–1317 xảy ra.
– 1645, khi hoạt động mặt trời ở mức tối thiểu (Maunder Minimum) xảy ra.

Nhiều yếu tố khác nhau đã góp phần tạo nên Kỷ băng hà nhỏ, vì vậy ngày bắt đầu của nó là chủ quan. Một vụ phun trào núi lửa hoặc sự suy giảm hoạt động của mặt trời có thể gây ra hiện tượng lạnh đi kéo dài trong vài hoặc vài chục năm, nhưng chắc chắn không phải trong vài thế kỷ. Bên cạnh đó, cả hai nguyên nhân lẽ ra phải làm mát khí hậu ở mọi nơi trên Trái đất, nhưng Kỷ băng hà nhỏ chủ yếu được cảm nhận ở khu vực Bắc Đại Tây Dương. Do đó, tôi nghĩ rằng núi lửa hay Mặt trời không thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng nguội đi của khu vực này. Các nhà khoa học đề xuất một cách giải thích khác, có lẽ là cách giải thích phù hợp nhất, theo đó nguyên nhân của sự nguội đi là do sự lưu thông của các dòng hải lưu chậm lại. Trước tiên, cần giải thích cơ chế lưu thông nước trong các đại dương hoạt động như thế nào.

Một dòng hải lưu lớn chảy qua tất cả các đại dương trên thế giới. Nó đôi khi được gọi là băng chuyền đại dương. Nó ảnh hưởng đến khí hậu trên toàn thế giới. Một phần của nó là Dòng Vịnh, bắt đầu gần Florida. Dòng hải lưu này vận chuyển nước ấm về phía bắc, sau đó đến vùng lân cận châu Âu với dòng hải lưu Bắc Đại Tây Dương. Dòng điện này có tác động đáng kể đến khí hậu của các vùng đất lân cận. Nhờ nó, không khí ở Tây Âu ấm hơn khoảng 10°C (18°F) so với không khí ở các vĩ độ tương tự.^(ref.) Hoàn lưu đại dương đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp nhiệt cho các vùng cực, và do đó điều chỉnh lượng băng biển ở các vùng này.

Vòng tuần hoàn đại dương quy mô lớn được thúc đẩy bởi vòng tuần hoàn nhiệt muối, là vòng tuần hoàn của nước biển gây ra bởi sự khác biệt về mật độ của các khối nước riêng lẻ. Tính từ thermohaline có nguồn gốc từ nhiệt - cho nhiệt độ và -haline cho độ mặn. Hai yếu tố cùng xác định mật độ của nước biển. Nước biển ấm nở ra và trở nên nhẹ hơn (nhẹ hơn) so với nước biển lạnh hơn. Nước mặn đặc hơn (nặng hơn) so với nước ngọt.

Dòng hải lưu bề mặt ấm áp từ vùng nhiệt đới (chẳng hạn như Dòng Vịnh) chảy về phía bắc, do gió điều khiển. Khi chúng di chuyển, một phần nước bốc hơi, làm tăng hàm lượng muối tương đối và mật độ của nước. Khi dòng chảy đạt đến vĩ độ cao hơn và gặp vùng nước lạnh hơn ở Bắc Cực, nó sẽ mất nhiệt và trở nên đặc hơn và nặng hơn, khiến nước chìm xuống đáy đại dương. Sự hình thành nước sâu này sau đó chảy về phía nam dọc theo bờ biển Bắc Mỹ và tiếp tục vòng quanh thế giới.

Nghiên cứu mới của F. Lapointe và RS Bradley cho thấy Kỷ băng hà nhỏ bắt đầu bằng sự xâm nhập đặc biệt của nước ấm Đại Tây Dương vào Biển Bắc Âu vào nửa sau của thế kỷ 14.^{(ref., ref.)} Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng có sự chuyển dịch nước ấm mạnh mẽ bất thường về phía bắc vào thời điểm này. Sau đó, vào khoảng năm 1400 sau Công nguyên, nhiệt độ của Bắc Đại Tây Dương giảm đột ngột, bắt đầu một thời kỳ lạnh giá ở Bắc bán cầu kéo dài khoảng 400 năm.

Lưu thông đảo ngược kinh tuyến Đại Tây Dương (AMOC) đã tăng cường đáng kể vào cuối thế kỷ 14, đạt đỉnh điểm vào khoảng năm 1380 sau Công nguyên. Điều này có nghĩa là nhiều nước ấm hơn bình thường đang di chuyển về phía bắc. Theo các nhà nghiên cứu, vùng biển phía nam Greenland và Biển Bắc Âu trở nên ấm hơn nhiều, từ đó khiến băng ở Bắc Cực tan chảy nhanh chóng. Trong vòng vài thập kỷ vào cuối thế kỷ 14 và đầu thế kỷ 15, một lượng lớn băng đã vỡ ra khỏi sông băng và chảy vào Bắc Đại Tây Dương, không chỉ làm mát nước ở đó mà còn làm loãng độ mặn của chúng, cuối cùng khiến AMOC sụp đổ. Chính sự sụp đổ này đã gây ra sự nguội đi đáng kể của khí hậu.

Lý thuyết của tôi về nguyên nhân của biến đổi khí hậu

Tôi nghĩ rằng có một lời giải thích cho lý do tại sao thiết lập lại gây ra sự sụp đổ khí hậu, đôi khi biến thành thời kỳ làm mát hàng trăm năm. Chúng tôi biết rằng việc đặt lại sẽ gây ra những trận động đất lớn, giải phóng một lượng lớn khí độc (không khí gây hại) từ bên trong Trái đất. Tôi nghĩ rằng điều này không chỉ xảy ra trên đất liền. Hoàn toàn ngược lại. Xét cho cùng, hầu hết các vùng địa chấn đều nằm dưới đại dương. Chính dưới các đại dương diễn ra sự dịch chuyển lớn nhất của các mảng kiến tạo. Theo cách này, các đại dương mở rộng và các lục địa trôi ra xa nhau. Ở đáy đại dương, các vết nứt hình thành, từ đó khí thoát ra, có thể với số lượng lớn hơn nhiều so với trên đất liền.

Bây giờ mọi thứ rất đơn giản để giải thích. Những khí này nổi lên trên, nhưng có lẽ chúng không bao giờ chạm tới bề mặt, vì chúng hòa tan ở phần dưới của nước. Nước ở phần dưới của đại dương trở thành”nước lấp lánh”. Nó trở nên nhẹ nhàng. Một tình huống xảy ra khi nước ở trên cùng tương đối nặng và nước ở dưới cùng tương đối nhẹ. Vì vậy, nước từ trên cao phải rơi xuống dưới. Và đây chính xác là những gì xảy ra. Sự lưu thông nhiệt muối tăng tốc, và do đó làm tăng tốc độ của Dòng chảy Vịnh, vận chuyển khối lượng nước ấm từ Caribe đến Bắc Đại Tây Dương.

Nước ấm bốc hơi mạnh hơn nhiều so với nước lạnh. Do đó, không khí trên Đại Tây Dương trở nên rất ẩm ướt. Khi luồng không khí này đến lục địa, nó gây ra những trận mưa lớn liên tục. Và điều này giải thích tại sao thời tiết luôn mưa trong thời gian đặt lại và tại sao tuyết rơi nhiều vào mùa đông. Như Gregory of Tours đã viết, „Những tháng mùa hè ẩm ướt đến nỗi giống như mùa đông hơn”. Tác động của sự sụp đổ khí hậu thậm chí còn mạnh hơn nếu một tiểu hành tinh lớn tấn công hoặc một vụ phun trào núi lửa xảy ra trong quá trình thiết lập lại.

Sau trận đại hồng thủy toàn cầu, nồng độ khí cao vẫn tồn tại trong nước trong nhiều thập kỷ, khiến quá trình lưu thông đại dương tăng tốc. Trong thời gian này, dòng Gulf Stream ấm áp dần dần làm ấm nước ở các vùng cực, từ đó làm cho các sông băng tan chảy. Cuối cùng, nước từ các sông băng, tươi và nhẹ, lan ra trên bề mặt đại dương và ngăn không cho nước chìm xuống sâu. Đó là, hiệu ứng ngược lại với những gì đã xảy ra lúc đầu xảy ra. Lưu thông đại dương chậm lại, do đó, Dòng chảy Vịnh chảy chậm lại và cung cấp ít nước ấm hơn cho khu vực Bắc Đại Tây Dương. Ít nhiệt từ đại dương đến Châu Âu và Bắc Mỹ. Nước lạnh hơn cũng có nghĩa là ít bốc hơi hơn, vì vậy không khí từ đại dương ít ẩm hơn và ít mưa hơn. Một thời kỳ lạnh giá và hạn hán bắt đầu, có thể kéo dài hàng trăm năm cho đến khi nước sông băng tươi hòa với nước mặn và sự lưu thông của đại dương trở lại bình thường.

Điều còn lại cần được giải thích là nguyên nhân của hạn hán nghiêm trọng, trong và sau khi thiết lập lại, thường xen kẽ với những trận mưa như trút nước. Tôi nghĩ lý do là sự thay đổi trong hoàn lưu đại dương gây ra sự thay đổi trong hoàn lưu khí quyển. Điều này là do sự thay đổi nhiệt độ của bề mặt đại dương gây ra sự thay đổi nhiệt độ của không khí phía trên nó. Điều này ảnh hưởng đến sự phân bố áp suất khí quyển và làm xáo trộn sự cân bằng mong manh giữa các vùng áp suất cao và áp suất thấp trên Đại Tây Dương. Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện thường xuyên hơn của pha dương của dao động Bắc Đại Tây Dương.

Dao động Bắc Đại Tây Dương (NAO) là một hiện tượng thời tiết liên quan đến sự dao động của áp suất khí quyển trên Bắc Đại Tây Dương. Thông qua những dao động về cường độ của Thấp Iceland và Cao Azores, nó kiểm soát cường độ và hướng của gió Tây và bão ở Bắc Đại Tây Dương. Gió tây thổi qua đại dương mang theo không khí ẩm đến châu Âu.

Trong giai đoạn tích cực của NAO, một khối không khí ấm và ẩm hướng về phía tây bắc châu Âu. Giai đoạn này được đặc trưng bởi gió đông bắc mạnh (bão). Ở khu vực phía bắc dãy Anpơ, mùa đông tương đối ấm áp và ẩm ướt, trong khi mùa hè tương đối mát mẻ và nhiều mưa (khí hậu biển). Còn ở khu vực Địa Trung Hải, mùa đông tương đối lạnh, ít mưa. Ngược lại, khi pha NAO âm, các khối không khí ấm và ẩm hướng về khu vực Địa Trung Hải, nơi lượng mưa tăng lên.

Tôi cho rằng trong quá trình đặt lại, giai đoạn NAO tích cực xảy ra thường xuyên hơn. Điều này thể hiện ở những đợt hạn hán kéo dài ở miền nam châu Âu. Và khi pha của dao động thay đổi, những khu vực này trải qua lượng mưa cực kỳ lớn do đại dương ấm áp. Đây là lý do tại sao khu vực này của thế giới trải qua những đợt hạn hán kéo dài, xen kẽ với những trận mưa lớn.

Trong khi hầu hết các nhà khí hậu học đồng ý rằng NAO có tác động nhỏ hơn nhiều đối với Hoa Kỳ so với Tây Âu, thì NAO cũng được cho là có ảnh hưởng đến thời tiết ở phần lớn các khu vực phía trên trung tâm và phía đông của Bắc Mỹ. Sự bất thường của thời tiết có tác động lớn nhất đến khu vực Bắc Đại Tây Dương vì khu vực này của thế giới phụ thuộc nhiều nhất vào các dòng hải lưu (dòng hải lưu Gulf Stream). Tuy nhiên, tại thời điểm thiết lập lại, sự bất thường có thể xảy ra trên toàn thế giới. Tôi cho rằng ở Thái Bình Dương, chúng ta nên mong đợi hiện tượng El Niño xảy ra thường xuyên hơn. Hiện tượng thời tiết này ảnh hưởng đến khí hậu ở nhiều nơi trên thế giới, như thể hiện trong hình bên dưới.

Chúng ta thấy rằng gần Bán đảo Yucatán, nơi có nền văn minh Maya tồn tại, El Niño mang đến hạn hán trong những tháng mùa hè, khi lượng mưa lẽ ra phải lớn nhất. Do đó, rất có thể sự diệt vong của nền văn minh Maya là do hạn hán do hiện tượng El Nino thường xuyên xảy ra.

Như bạn có thể thấy, mọi thứ đều có thể được giải thích một cách khoa học. Giờ đây, những người vận động hành lang về khí hậu sẽ không còn có thể thuyết phục bạn rằng sự thay đổi khí hậu sẽ xảy ra sau lần thiết lập lại tiếp theo là lỗi của bạn, bởi vì bạn tạo ra quá nhiều carbon dioxide. Khí nhân tạo chẳng là gì so với lượng khí khổng lồ thoát ra từ bên trong Trái đất trong quá trình thiết lập lại.