Các nhà khoa học kiến nghị cần chuẩn bị “áo giáp” để bảo vệ Trái đất khỏi các mối nguy hiểm tiềm tàng từ bên trong.

Sự sụp đổ của các nền văn minh

Vụ phun trào núi lửa Hunga Tonga đầu năm 2022 tại đảo Hunga Ha’apai, thuộc quốc đảo Tonga, là lớn nhất kể từ vụ phun trào núi lửa Krakatoa (Indonesia) vào năm 1883. Tro bụi từ vụ phun trào đổ xuống hàng trăm km lân cận, gây ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng, nông nghiệp và thủy sản của hòn đảo.

Vụ phun trào gây thiệt hại lên tới 18,5% GDP cho Tonga. Các dây cáp ngầm dưới biển quanh khu vực núi lửa bị cắt đứt, gây gián đoạn liên lạc giữa quốc đảo và thế giới bên ngoài trong nhiều ngày liên tiếp.

Ở xa hơn, vụ phun trào đã gây ra một làn sóng xung kích và sóng thần trên toàn thế giới, lan tới các đường bờ biển ở Nhật Bản, Bắc Mỹ và Nam Mỹ. Nếu vụ phun trào kéo dài lâu hơn 11 giờ như thực tế hay xảy ra ở khu vực đông dân cư như Đông Nam Á sẽ gây hậu quả nặng nề cho chuỗi cung ứng, khí hậu và lương thực trên toàn thế giới.

Kết quả phân tích các lõi băng ở Greenland và Nam Cực do đội ngũ chuyên gia của Viện Niels Bohr ở Copenhagen (Đan Mạch) thực hiện dự báo nhiều khả năng sẽ xảy ra một vụ phun trào cấp độ 7 theo thang VEI (Chỉ số Phun trào Núi lửa) trong thế kỷ 21. Một vụ phun trào cấp 7 có quy mô lớn gấp 10 đến 100 lần so với vụ phun trào núi lửa Tonga.

Trong quá khứ, những cuộc phun trào ở cấp độ đó đã kéo theo sự sụp đổ của các nền văn minh. Chẳng hạn, vụ phun trào núi lửa Vesuvius chỉ dừng ở cấp 5 theo thang VEI dù đã tước đoạt khoảng 16 nghìn mạng người ở Pompeii và các thành phố Ý khác vào năm 79 sau Công nguyên.

Các nhà khoa học tính toán rằng, xác suất xảy ra một vụ phun trào núi lửa siêu lớn trong thế kỷ 21 là 1/6. Nếu thế giới phải đón nhận những vụ phun trào như vậy, khí hậu sẽ đột ngột thay đổi, các nền văn minh sẽ sụp đổ và các đại dịch sẽ lây lan và bùng phát mạnh, đe dọa hàng triệu mạng sống trên toàn cầu.

Hậu quả này chưa kể đến những tác động về vận tải, thực phẩm, nước, thương mại, năng lượng, tài chính và thông tin liên lạc đang hoạt động trên quy mô toàn cầu.

Theo GS Michael Cassidy, Trường Đại học Birmingham, Anh, trong thế kỷ tới, các vụ phun trào núi lửa quy mô lớn có xác suất xảy ra cao hơn hàng trăm lần so với va chạm từ các tiểu hành tinh và sao chổi với Trái đất. Tác động của những sự kiện này là khác nhau.

Thế giới đã chuẩn bị các tuyến “phòng thủ hành tinh” nhằm bảo vệ Trái đất khỏi các nguy hiểm từ bên ngoài như làm chệch hướng quỹ đạo bay của các tiểu hành tinh dự kiến lao xuống Trái đất. Ngược lại, chưa có sự chuẩn bị hay phối hợp quy mô lớn nào để giảm thiểu tác động toàn cầu của các vụ phun trào núi lửa.

Bảo vệ Trái đất từ bên trong

Dưới 27% các vụ phun trào núi lửa tính từ năm 1950 được theo dõi bằng ít nhất một thiết bị như máy đo địa chấn. Dữ liệu từ khoảng 1/3 vụ phun trào này được thu thập bởi Cơ sở dữ liệu toàn cầu về tình trạng bất ổn của núi lửa (WOVOdat).

Do đó, nhằm cải thiện khả năng giám sát trên mặt đất đối với các núi lửa đang hoạt động, GS Cassidy cho rằng cần các biện pháp cảnh báo kịp thời kết hợp các phân tích về hoạt động của núi lửa được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI) để theo dõi hoạt động của núi lửa và cảnh báo nguy hiểm có thể xảy ra.

Trong trường hợp giám sát trên mặt đất không khả thi, đặc biệt ở vùng sâu, vùng xa, vùng khó khăn, việc quan sát bằng vệ tinh và trên không càng trở nên cần thiết. Ngoài việc theo dõi những thay đổi về nhiệt, khí và độ biến dạng địa chất, vệ tinh có thể cập nhật tốc độ phun trào hàng loạt theo thời gian thực, sét núi lửa... để đánh giá mức độ cứu trợ thảm họa.

Tuy nhiên, theo GS Cassidy, khó khăn hiện nay là các vệ tinh có độ phân giải thấp, thiếu khả năng cập nhật thời gian và không gian kịp thời. Trong hơn hai thập kỷ, các nhà nghiên cứu núi lửa đã kêu gọi phóng một vệ tinh quan sát núi lửa chuyên dụng.

Việc quan sát núi lửa qua vệ tinh đang có nhiều tiến bộ khi các trung tâm quan sát hợp tác với công ty vệ tinh tư nhân. Nhưng một vệ tinh phát tia hồng ngoại chuyên quan sát núi lửa có thể đẩy nhanh quá trình cập nhật và hình ảnh về núi lửa. Từ đó, các nhà khoa học sẽ có những tính toán kịp thời để chuẩn bị ứng phó với các vấn đề liên quan.

Ngoài ra, GS Cassidy khuyến nghị cần kịp thời phát thông tin khẩn cấp cho các cộng đồng sống quanh khu vực núi lửa phun trào qua SMS, Internet, phương tiện truyền thông. Các địa phương cũng cần chuẩn bị trung tâm khẩn cấp và chăm sóc sức khỏe gần nhất để cứu trợ và cứu nạn cho các cộng đồng địa phương.

Bên cạnh đó, chuyên gia này cảnh báo việc phun trào núi lửa sẽ phát ra lượng lớn hợp chất lưu hỳnh khiến nhiệt độ toàn cầu giảm, gây ra hiện tượng “mùa đông núi lửa”.

Cụ thể, các loại khí như lưu huỳnh dioxit (SO2) được phun ra từ miệng núi lửa lẫn trong tro bụi. Số hợp chất lưu huỳnh này phản ứng trong không khí, tạo nên các chất phân tán ánh sáng Mặt trời, làm Trái đất lạnh đi, thậm chí có thể thay đổi lượng mưa trên Trái đất.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học từng đưa ra ý tưởng phun axit sulfuric vào tầng bình lưu để bù lại phần nào tác động của con người lên khí hậu. Nhưng hoạt động này tiêu tốn lượng chi phí khổng lồ và gây ra các tác dụng phụ như mưa axit.

“Xung quanh vấn đề núi lửa phun trào còn rất nhiều tranh luận. Nhưng từ quan điểm của tôi, việc thiếu đầu tư, thiếu kế hoạch và thiếu nguồn lực để ứng phó với các vụ phun trào núi lửa siêu lớn trong tương lai là sự bất cẩn lớn. Nhân loại cần làm gì để đối phó với các vụ núi lửa tương tự là cuộc thảo luận cần bắt đầu ngay bây giờ”, GS Cassidy bày tỏ.