Các siêu núi lửa nghìn năm có thể đe dọa Trái đất

Siêu núi lửa phun trào đã gây ra những thảm họa lớn nhất trong lịch sử; tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa thực sự biết cách dự đoán khi nào, hoặc bằng cách nào, chúng sẽ hoạt động trở lại.

Nghiên cứu mới cho thấy một số núi lửa lớn có thể vẫn hoạt động trong hàng nghìn năm sau lần phun trào đầu tiên của chúng, gây ra mối đe dọa lâu hơn chúng ta tưởng.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng, các siêu núi lửa thậm chí có thể "im lặng" hàng nghìn năm trước khi hoạt động trở lại trong một thời gian ngắn. Những vụ phun trào sau này nhỏ hơn nhiều so với vụ nổ ban đầu, nhưng chúng vẫn thể hiện một mối nguy hiểm tiềm tàng với Trái đất và loài người.

Nhà núi lửa học Martin Danišík từ Đại học Curtin (Australia) cho biết: "Một vụ phun trào siêu núi lửa có thể có tác động toàn cầu và khu vực. Quá trình phục hồi có thể mất hàng thập kỷ hoặc thậm chí hàng thế kỷ, những mối nguy hiểm hơn nữa vẫn còn tồn tại hàng nghìn năm sau đó".

Phát hiện này dựa trên các mô hình về vụ siêu phun trào Toba, xảy ra cách đây gần 75.000 năm tại khu vực ngày nay được gọi là Hồ Toba ở Sumatra, Indonesia. Những gì còn lại ngày nay là một miệng núi lửa phức tạp với nhiều mái vòm và các đặc điểm khác.

Vào thời điểm đó, siêu núi lửa này đã thổi khoảng 2.800 km3 magma nóng rực vào không khí. Đây là một trong những vụ phun trào lớn nhất được biết đến cho đến nay.

Một số nhà khoa học cho rằng vụ nổ quá lớn, nó thực sự gây ra "mùa đông núi lửa" kéo dài hàng thập kỷ và một thời kỳ băng hà có thể kéo dài hàng nghìn năm, mặc dù các chi tiết về bụi phóng xạ vẫn còn được tranh cãi gay gắt giữa các nhà khoa học.

Hiện tại, có vẻ như giai đoạn phục hồi của núi lửa, được gọi là hồi sinh, cũng đang được tranh cãi.

Danišík giải thích thêm: "Những phát hiện thách thức kiến thức hiện có và nghiên cứu về các vụ phun trào, vốn thường liên quan đến việc tìm kiếm magma lỏng dưới núi lửa để đánh giá mối nguy hiểm trong tương lai".

Nhưng magma lỏng bên dưới Toba dường như không tồn tại lâu sau vụ phun trào ban đầu. Thay vào đó, khi sàn của miệng núi lửa nguội đi, nó ép magma còn sót lại lên và chảy ra dọc theo các đường đứt gãy, với một "cái mai" ở trên mà Danišík cho rằng nó giống một cái mai rùa.

Phát hiện dựa trên hai proxy khoáng chất fenspat và zircon giữ dấu thời gian cho các khí núi lửa, như argon và heli. Những proxy này được đo từ các mẫu đá núi lửa lấy ở miệng núi lửa Toba, để xem liệu thời gian không hoạt động của nó có dẫn đến bất kỳ vụ phun trào nào hay không.

Khi các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu thời gian thu được và sử dụng mô hình nhiệt, họ đã tìm thấy nhiều đợt felspat và zircon, và những đợt phun trào này cách nhau khoảng 13,6 nghìn năm.

Cuối cùng, các mô hình gợi ý rằng một mái vòm ở phía bắc của miệng núi lửa đã phun trào khoảng 4.600 nghìn năm sau vụ phun trào khổng lồ ban đầu, trong khi mái vòm Tuk Tuk hướng về trung tâm đã phun trào sau 8.000 năm và một mái vòm ở phía nam phun trào sau chậm trễ 13.000 năm.

Tất cả những vụ phun trào sau này dường như đã "khai thác" quầng lạnh của hệ magma gốc Toba trong thời kỳ không hoạt động của nó.

"Công trình của chúng tôi cho thấy khoảng thời gian đáng kể giữa vụ phun trào Toba Tuff trẻ nhất và vụ phun trào của những mái vòm này. Chúng tôi đề xuất rằng các vụ phun trào của các mái vòm báo hiệu sự khởi đầu của sự hồi sinh và liên quan đến việc mở các đường dẫn lên bề mặt mà qua đó các nút và đê ống dẫn đông đặc còn sót lại được đùn lên bề mặt bằng cách xâm nhập magma hoạt động giống như pít tông trong ống tiêm", các nhà khoa học cho biết.

Mặc dù những mái vòm này đã giữ magma nguội đi hàng nghìn năm, nhưng vật liệu này không mát đến mức chịu được sự phun trào.

Magma không bị dung nham bên dưới làm nóng lại. Thay vào đó, nó có thể bắn lên không trung ở trạng thái dưới rắn. Theo kết quả nghiên cứu, các tác giả cho rằng chúng ta cần đánh giá lại khái niệm về những gì thực sự là "có thể phun trào".

Các tác giả nghiên cứu nói rằng magma còn sót lại sau vụ phun trào Toba ban đầu có lẽ là "hỗn hợp kết tinh thô, hầu như không di động và không thể phun trào".

Tuy nhiên, một khi nó tiến vào các mái vòm, dường như đã phun trào một lần nữa. Cần thêm nhiều nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân chính xác đã kích hoạt sự biến động này và liệu điều gì đó tương tự có thể xảy ra với các siêu núi lửa khác trên hành tinh của chúng ta như Yellowstone hay không.

Do chúng ta biết rất ít về các siêu núi lửa nói chung, siêu núi lửa Toba tiếp tục tạo ra các hạt magma nhỏ hơn trong thời kỳ hồi sinh của nó chắc chắn sẽ tiếp tục được thảo luận trong nhiều năm tới.

"Học cách thức hoạt động của các siêu núi lửa là rất quan trọng để hiểu được mối đe dọa trong tương lai của một vụ siêu phun trào không thể tránh khỏi, xảy ra khoảng 17.000 năm một lần. Có được sự hiểu biết về những khoảng thời gian không hoạt động kéo dài sẽ xác định những gì chúng tôi tìm kiếm trong các siêu núi lửa còn trẻ đang hoạt động để giúp dự đoán các vụ phun trào trong tương lai", Danišík nhấn mạnh.