Khi Thế Giới Nóng Lên, Đám Mây Có Thể Biến Mất—Một Cách Thảm Hại

Trong một cuộc hành trình năm 1987 đến Cực Nam, nhà nghiên cứu biển cổ đại James Kennett và đoàn của ông cảm giác neo mình ở Biển Weddell, đào sâu vào đáy biển và rút ra một ống dọc của cặn. Trong một lớp mỏng một inch của các hóa thạch tảo và chất rác khác được chôn sâu hơn 500 feet, họ phát hiện một dấu hiệu lo lắng về quá khứ của hành tinh có thể mang lại thảm họa cho tương lai.

Thấp hơn trong hạt cặn, các hóa thạch đều có từ 60 loại tảo. Nhưng trong lớp mỏng từ khoảng 56 triệu năm trước, số loại giảm xuống còn 17. Và thành phần izotop oxy và carbon của tảo có sự thay đổi đột ngột. Kennett và học trò Lowell Stott suy luận từ các izotop kỳ lạ rằng CO₂ đã tràn ngập không khí, làm cho đại dương nhanh chóng axit hóa và nóng lên, trong một quá trình giống như những gì chúng ta đang thấy hôm nay.

Trong khi những loại tảo đó đang chìm qua những dòng nước ngày càng nóng và lắng xuống đáy biển Antarctic, một loài động vật giống như linh dương đã chết ở Wyoming ngày nay, để lại một chiếc răng trong một lớp đá lục đậm chảy qua vùng đất hoang dã của Bighorn Basin. Năm 1992, người phát hiện của hóa thạch răng, Phil Gingerich, và các đồng nghiệp Jim Zachos và Paul Koch báo cáo những dấu hiệu izotop tương tự trong men răng mà Kennett và Stott đã trình bày trong kết quả nghiên cứu biển của họ một năm trước. Loài động vật cổ đại này cũng đã hít thở không khí tràn ngập CO₂.

Nhiều điểm dữ liệu nổi lên ở Trung Quốc, sau đó là châu Âu, rồi khắp nơi. Một bức tranh hiện ra về một đợt nóng ngắn ngủi, thảm hại cách đây 56 triệu năm, hiện được biết đến là Hiệp định Nhiệt đới Paleocene-Eocene (PETM). Sau khi carbon giữ nhiệt rò rỉ vào bầu trời từ một nguồn không xác định, hành tinh, mà đã nóng hơn một số độ C so với ngày nay, tăng thêm 6 độ. Đại dương trở nên nóng như trong bồn tắm gần xích đạo và trải qua tuyệt chủng hàng loạt trên toàn thế giới. Trên đất liền, các loài linh trưởng, ngựa và các loài động vật có vú sớm khác di cư về phía bắc, theo theo cây cỏ đến vùng độ cao. Những con vật có vú cũng thu nhỏ kích thước qua các thế hệ, khi lá cây trở nên ít dinh dưỡng hơn trong không khí giàu carbon. Các cơn bão dữ dội tàn phá hành tinh; bản ghi địa chất chỉ ra lũ lụt đột ngột và hạn hán kéo dài. Như Kennett mô tả, “Trái đất đã được kích thích, và mọi thứ trở nên hỗn loạn.”

PETM không chỉ cung cấp một ví dụ quá khứ về biến đổi khí hậu do CO₂; các nhà khoa học cho biết nó cũng chỉ ra một yếu tố không xác định có ảnh hưởng quá lớn đến khí hậu của Trái Đất. Khi hành tinh nóng lên, nó nóng lên thực sự. Các đợt nóng cổ điển như PETM luôn luôn cực kỳ cường độ hơn nhiều so với những mô hình lý thuyết về khí hậu mà chúng ta nghĩ rằng chúng nên có. Ngay cả sau khi tính đến sự khác biệt về địa lý, dòng chảy đại dương và thảm thực vật trong những đợt nóng trước đây này, các nhà khí hậu học cổ điển phát hiện rằng có điều gì đó lớn đã biến mất khỏi mô hình của họ - một yếu tố X có những biến động dữ dội không để lại dấu vết trong hồ sơ hóa thạch.

Chứng cứ đang tích tụ ủng hộ câu trả lời mà các chuyên gia đã nghi ngờ từ lâu nhưng chỉ gần đây mới có khả năng khám phá chi tiết. “Ở thời điểm này, rất rõ ràng rằng câu trả lời là đám mây,” nói Matt Huber, một người mô phỏng khí hậu cổ đại tại Đại học Purdue.

Hiện nay, đám mây phủ khoảng hai phần ba hành tinh vào bất kỳ thời điểm nào. Nhưng mô phỏng máy tính của đám mây đã bắt đầu gợi ý rằng khi Trái Đất nóng lên, đám mây trở nên hiếm. Với ít bề mặt trắng phản chiếu ánh sáng mặt trời trở lại không gian, Trái Đất trở nên ngày càng nóng, dẫn đến mất mát đám mây nhiều hơn. Vòng lặp phản hồi này làm cho hiện tượng làm nóng trở nên không kiểm soát.

Trong nhiều thập kỷ, các ước lượng sơ bộ đã cho thấy rằng mất mát đám mây có thể ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu, nhưng lo ngại này vẫn là một điều chỉ là giả thuyết cho đến những năm gần đây, khi quan sát và mô phỏng đám mây đã được cải thiện đến mức mà các nhà nghiên cứu có thể tích luỹ được bằng chứng thuyết phục.

Bây giờ, những phát hiện mới được báo cáo trong tuần này trên tạp chí Nature Geoscience làm rõ rằng tác động của việc mất mát đám mây đủ ấn tượng để giải thích các đợt nóng cổ điển như PETM—và để gây ra thảm họa trong tương lai. Các nhà vật lý khí hậu tại Viện Công nghệ California đã thực hiện một mô phỏng hiện đại của đám mây stratocumulus, loại đám mây thấp, trải màn che kín có tác động làm mát lớn nhất trên hành tinh. Mô phỏng đã phát hiện ra một điểm chạm: một mức nhiệt độ mà đám mây stratocumulus tan rã hoàn toàn. Sự biến mất xảy ra khi nồng độ CO₂ trong khí quyển mô phỏng đạt 1.200 phần mỗi triệu—một mức mà đốt nhiên liệu hóa thạch có thể đẩy chúng ta vượt qua trong khoảng một thế kỷ, dưới các kịch bản phát thải “kinh doanh như thường lệ”. Trong mô phỏng, khi vượt qua điểm chạm, nhiệt độ Trái Đất tăng 8 độ C, ngoài 4 độ C hoặc hơn do CO₂ gây ra trực tiếp.

Một khi đám mây biến mất, “khí hậu mô phỏng đi qua một vách đá,” nói Kerry Emanuel, một nhà khoa học khí hậu tại Viện Công nghệ Massachusetts. Là một chuyên gia hàng đầu về vật lý khí quyển, Emanuel mô tả những phát hiện mới là “rất hợp lý,” tuy nhiên, như anh chú ý, các nhà khoa học phải cố gắng sao chép lại công việc một cách độc lập.

Để tưởng tượng về 12 độ tăng nhiệt, hãy nghĩ về cá sấu bơi lội ở Bắc Cực và về những vùng xích đạo cháy rực, hầu hết là không có sự sống trong thời kỳ PETM. Nếu khí thải carbon không được kiểm soát đủ nhanh và điểm chạm bị vượt qua, “đó sẽ là một biến đổi khí hậu thực sự đặc biệt,” nói Tapio Schneider của Caltech, người thực hiện mô phỏng mới này cùng với Colleen Kaul và Kyle Pressel.

Huber nói rằng điểm chạm stratocumulus giúp giải thích sự biến động rõ ràng trong hồ sơ khí hậu cổ điển. Anh ta nghĩ rằng có thể đó là một trong nhiều không ổn định chưa biết khác trong khí hậu của Trái Đất. “Schneider và các tác giả đã mở hộp bí ẩn về những điều bất ngờ về khí hậu có thể xảy ra,” anh ta nói thêm rằng, khi cơ chế sau sự biến mất của đám mây trở nên rõ ràng, “đột nhiên sự nhạy cảm khổng lồ mà có vẻ rõ ràng từ khí hậu quá khứ không chỉ là điều ở quá khứ. Nó trở thành một tầm nhìn về tương lai.”

Câu Hỏi về Đám Mây

Đám mây có nhiều hình dạng đa dạng—stratus điền bầu trời, cumulus như bọt bắp rang, cirrus nhẹ, nimbus hình búa và sự kết hợp của chúng—và lan tỏa qua nhiều quy mô vật lý. Được tạo ra từ những giọt nhỏ, chúng đo từng dặm và, tổng cộng, phủ hầu hết bề mặt Trái Đất. Bằng cách chặn ánh sáng mặt trời không chạm đến bề mặt, đám mây làm mát hành tinh điều này một số độ quyết định. Và tuy nhiên, chúng không đáng kể, được tạo nên bởi vật lý phức tạp. Nếu tấm che phủ trắng đục đặc của hành tinh giảm xuống đất, nó sẽ tạo ra một lớp nước mỏng không dày hơn một sợi tóc.

Đầu tiên, đám mây có vẻ đơn giản: Chúng hình thành khi không khí ấm, ẩm nổi lên và nguội. Hơi nước trong không khí ngưng tụ xung quanh hạt bụi, muối biển hoặc các hạt khác, tạo ra giọt nước lỏng hoặc đá—“giọt mây.” Nhưng hình ảnh trở nên phức tạp hơn khi nhiệt, sự bay hơi, dòng xoáy, bức xạ, gió, địa lý và vô số yếu tố khác đến vào chơi.

Từ những năm 1960, các nhà vật lý đã vật lộn để hiểu làm thế nào sự nóng lên toàn cầu sẽ ảnh hưởng đến nhiều loại đám mây khác nhau và làm thế nào điều đó sẽ ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu theo cách lược trừng. Trong nhiều thập kỷ, đám mây đã được xem là nguồn không chắc chắn nhất về cách sự nóng lên toàn cầu sẽ nghiêm trọng—ngoại trừ những gì xã hội sẽ làm để giảm lượng khí thải carbon.

Kate Marvel nghiên cứu câu hỏi về đám mây tại Viện Nghiên cứu Vũ trụ NASA ở New York City. Mùa xuân năm ngoái, trong văn phòng của mình ở một vài tầng trên nhà hàng Tom ở phía Tây Upper Side, Marvel, đang đeo một chiếc khăn choàng có hình đám mây, chỉ vào một biểu đồ cho thấy phạm vi các dự đoán được thực hiện bởi các mô hình khí hậu toàn cầu khác nhau. Khoảng 30 mô hình, được chạy bởi các trung tâm nghiên cứu khí hậu trên thế giới, lập trình tất cả các yếu tố đã biết để dự đoán nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng bao nhiêu khi mức CO₂ tăng lên.

Mỗi mô hình khí hậu giải một bộ phận các phương trình trên lưới cầu diện giữa khí quyển Trái Đất. Một siêu máy tính được sử dụng để phát triển lưới giải pháp về phía trước theo thời gian, chỉ ra cách không khí và nhiệt độ di chuyển qua mỗi ô lưới và quay quanh hành tinh. Bằng cách thêm khí CO₂ và các khí nhà kính giữ nhiệt khác vào khí quyển mô phỏng và xem điều gì xảy ra, các nhà khoa học có thể dự đoán phản ứng khí hậu của Trái Đất. Tất cả các mô hình khí hậu đều bao gồm đại dương và dòng gió của Trái Đất và tích hợp hầu hết các vòng phản hồi khí hậu quan trọng, như sự tan chảy của các núi băng ở cực và sự tăng độ ẩm, cả hai đều làm tăng nhiệt độ toàn cầu. Các mô hình đồng thuận về hầu hết các yếu tố nhưng khác nhau lớn về cách họ cố gắng biểu diễn đám mây.

Những mô hình khí hậu ít nhạy cảm nhất, dự đoán phản ứng nhẹ nhàng nhất với sự tăng CO₂, cho rằng Trái Đất sẽ nóng lên 2 độ C nếu nồng độ CO₂ trong khí quyển tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp, điều mà hiện đang trên đà xảy ra vào khoảng năm 2050. (Nồng độ CO₂ là 280 phần triệu trước khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch bắt đầu, và hiện nay là trên 410 ppm. Đến nay, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng 1 độ C.) Nhưng dự đoán 2 độ này chỉ là kịch bản tốt nhất. “Điều khiến mọi người thực sự hoảng sợ là phần cuối ở đây,” Marvel nói, chỉ vào dự đoán về 4 hoặc 5 độ C của sự nóng lên đáp ứng với sự gấp đôi của CO₂. “Để đặt nó vào bối cảnh, sự khác biệt giữa bây giờ và kỷ băng hà cuối cùng là 4,5 độ.”

Sự biến động lớn trong các dự đoán của các mô hình chủ yếu xuất phát từ việc chúng có nhìn thấy đám mây chặn ánh sáng mặt trời nhiều hơn hay ít hơn trong tương lai. Như Marvel mô tả, “Bạn có thể tự tin nói rằng sự lan tỏa của mô hình về sự nhạy cảm với khí hậu chủ yếu chỉ là sự lan tỏa của mô hình về điều đám mây sẽ làm gì.”

Vấn đề là, trong các mô phỏng máy tính về khí hậu toàn cầu, siêu máy tính hiện đại không thể giải quyết được các ô lưới nhỏ hơn khoảng 100 kilômét vuông trong diện tích. Nhưng đám mây thường chỉ có vài kilômét vuông. Do đó, các nhà vật lý phải đơn giản hóa hoặc “tham số hóa” đám mây trong các mô hình toàn cầu của họ, gán một mức độ tổng thể của sự âm u cho mỗi ô lưới dựa trên các đặc tính khác, như nhiệt độ và độ ẩm.

Nhưng đám mây liên quan đến sự tương tác của nhiều cơ chế nên không rõ làm thế nào là cách tốt nhất để tham số hóa chúng. Sự nóng lên của Trái Đất và bầu trời tăng cường một số cơ chế liên quan đến sự hình thành đám mây, đồng thời cung cấp nhiên liệu cho các lực lượng khác phá vỡ đám mây. Các mô hình khí hậu toàn cầu dự đoán sự nóng lên 2 độ C đáp ứng với sự gấp đôi CO₂ thường cũng thấy ít hoặc không có sự thay đổi nhiều trong mức độ âm u. Các mô hình dự báo sự tăng lên 4 độ hoặc hơn thường dự đoán ít đám mây hơn trong các thập kỷ tới.

Nhà khí hậu học Michael Mann, giám đốc Trung tâm Khoa học Hệ thống Trái Đất tại Đại học Pennsylvania, nói rằng ngay cả 2 độ C của sự nóng lên sẽ gây “mất mát đáng kể về cuộc sống và sự đau khổ.” Ông nói rằng nó sẽ tiêu diệt các rạn san hô mà cá nuôi hàng triệu người, đồng thời làm tăng nguy cơ lũ lụt, cháy rừng, hạn hán, đợt nhiệt đới, và cả gây “một vài feet nước biển dâng và đe dọa các quốc gia đảo và các thành phố ven biển trên thế giới.”

Ở mức 4 độ C, chúng ta sẽ thấy không chỉ là “sự phá hủy của rạn san hô trên thế giới, sự mất mát lớn về các loài động vật, và các sự kiện thời tiết cực kỳ thảm họa,” Mann nói, mà còn “mức nước biển dâng nhiều mét sẽ thách thức khả năng thích ứng của chúng ta. Điều này sẽ đồng nghĩa với sự kết thúc của nền văn minh nhân loại dưới hình thức hiện tại.”

Khó tưởng tượng điều gì có thể xảy ra nếu, một thế kỷ hoặc hơn nữa từ bây giờ, đám mây stratocumulus bất ngờ biến mất hoàn toàn, khởi đầu một cú nhảy 8 độ trên sự nóng lên mà đã xảy ra. “Tôi hy vọng chúng ta sẽ không bao giờ đến được đó,” Tapio Schneider nói trong văn phòng ở Pasadena năm ngoái.

Bầu Trời Mô Phỏng

Trong thập kỷ qua, sự tiến bộ về sức mạnh siêu máy tính và các quan sát mới về đám mây thực tế đã thu hút hàng chục nhà nghiên cứu như Schneider đến với vấn đề về X-factor của sự nóng lên toàn cầu. Các nhà nghiên cứu hiện có khả năng mô phỏng động học của đám mây ở độ phân giải cao, tạo ra các miếng đám mây mô phỏng gần giống như thật. Điều này đã cho phép họ nhìn thấy điều gì sẽ xảy ra khi họ tăng lên lượng CO₂.

Trước tiên, các nhà vật lý đã làm quen với đám mây cao — những đám mây lạnh lẽo như đám mây cirrus cao hàng dặm. Đến năm 2010, công việc của Mark Zelinka từ Lawrence Livermore National Laboratory và những người khác đã thuyết phục chứng minh rằng khi Trái Đất nóng lên, đám mây cao sẽ di chuyển lên cao hơn trên bầu trời và cũng dịch chuyển về phía cực cao hơn, nơi chúng sẽ không chặn nhiều ánh sáng trực tiếp như chúng làm ở gần xích đạo. Dự kiến điều này sẽ làm trầm trọng thêm chút nhiệt độ, và tất cả các mô hình khí hậu toàn cầu đều tích hợp hiệu ứng này.

Nhưng quan trọng và khó khăn hơn rất nhiều so với đám mây cao là những đám mây thấp, dày, hỗn loạn — đặc biệt là loại stratocumulus. Những tấm trắng sáng của đám mây stratocumulus phủ một phần tư của đại dương, phản xạ từ 30 đến 70 phần trăm ánh sáng mặt trời mà nếu không có chúng sẽ được hấp thụ bởi những làn sóng tối dưới đáy. Mô phỏng đám mây stratocumulus đòi hỏi sức mạnh tính toán rất lớn vì chúng chứa đựng các xoáy nước động lực của mọi kích thước.

Chris Bretherton, một nhà khoa học khí tượng học và toán học tại Đại học Washington, đã thực hiện một số mô phỏng đầu tiên về những đám mây này kết hợp với mô hình khí hậu mô phỏng vào năm 2013 và 2014. Anh và các đồng nghiệp mô phỏng một miếng nhỏ của đám mây stratocumulus và phát hiện ra rằng khi mặt biển dưới đó nóng lên dưới tác động của CO₂, đám mây trở nên mỏng hơn. Công việc này và các phát hiện khác — như dữ liệu vệ tinh của NASA chỉ ra rằng các năm ấm hơn ít mây hơn so với những năm lạnh hơn — bắt đầu gợi ý rằng những mô hình khí hậu toàn cầu ít nhạy cảm nhất, những mô hình dự đoán sự thay đổi ít về mây và chỉ có 2 độ sưởi ấm, có lẽ không đúng.

Bretherton, người Schneider gọi là “người thông minh nhất mà chúng ta có trong lĩnh vực này,” không chỉ phát triển một số mô phỏng tốt nhất về đám mây stratocumulus; anh và nhóm của anh còn bay qua những đám mây thực tế, treo các công cụ từ cánh máy bay để đo điều kiện khí quyển và phản xạ tia laser từ những giọt nước mây.

Trong chuyến thám hiểm Socrates mùa đông năm ngoái, Bretherton nhảy lên một máy bay nghiên cứu của chính phủ và bay qua những đám mây stratocumulus trên Đại Dương Nam Cực giữa Tasmania và Nam Cực. Các mô hình khí hậu toàn cầu thường đánh giá thấp mức độ mây của khu vực này, và điều này khiến cho các mô hình ít nhạy cảm đối với sự thay đổi có thể xảy ra trong độ mây.

Bretherton và đội của anh đã bắt tay vào điều tra tại sao đám mây ở Đại Dương Nam Cực lại nhiều đến vậy. Dữ liệu của họ chỉ ra rằng các đám mây chủ yếu bao gồm những giọt nước siêu lạnh thay vì các hạt băng, như mô hình khí hậu đã giả định từ lâu. Giọt nước lỏng tồn tại lâu hơn so với giọt băng (lớn hơn và có khả năng rơi xuống như mưa), và điều này dường như làm cho khu vực này mây hơn so với những gì mô hình khí hậu toàn cầu dự đoán. Việc điều chỉnh các mô hình để phản ánh những phát hiện này sẽ làm cho chúng trở nên nhạy cảm hơn đối với sự mất mây trong khu vực này khi hành tinh nóng lên. Đây là một trong nhiều dấu hiệu, theo lời Bretherton nói, “ủng hộ phạm vi dự đoán từ 3 đến 5 độ, chứ không phải là từ 2 đến 3 độ.”

Mô phỏng mới của Schneider với Kaul và Pressel cải thiện công việc trước đó của Bretherton chủ yếu bằng cách kết nối những gì xảy ra trong một miếng mây stratocumulus nhỏ với một mô hình đơn giản của khí hậu trái đất. Điều này cho phép họ điều tra lần đầu tiên cách những đám mây này không chỉ phản ứng với, mà còn ảnh hưởng đến nhiệt độ toàn cầu, trong một vòng lặp phản hồi tiềm ẩn.

Mô phỏng của họ, chạy trong 2 triệu giờ lõi trên siêu máy tính ở Thụy Sĩ và California, mô phỏng một miếng mây stratocumulus có kích thước khoảng 5x5 km giống như những đám mây ngoài bờ biển California. Khi mức CO₂ tăng lên trong bầu trời mô phỏng và bề mặt biển nóng lên, động lực của đám mây thay đổi. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng điểm chuyển mình xảy ra và đám mây stratocumulus đột ngột biến mất, do hai yếu tố nổi bật làm ngược lại việc hình thành chúng. Trước hết, khi mức CO₂ cao làm nóng bề mặt và bầu trời của Trái Đất, nhiệt độ thêm mạnh trong đám mây. Sự hỗn loạn tăng cường trong đám mây. Sự hỗn loạn làm cho không khí ẩm gần đỉnh của đám mây được đẩy lên và ra khỏi một lớp ranh giới quan trọng che phủ đám mây stratocumulus, đồng thời hút không khí khô từ phía trên. Sự hút chất, như cái tên gọi, làm tan chảy đám mây.

Thứ hai, khi hiệu ứng nhà kính làm cho tầng khí quyển trên ấm lên và do đó ẩm hơn, quá trình làm lạnh phía trên của đám mây stratocumulus từ phía trên trở nên không hiệu quả hơn. Quá trình làm lạnh này quan trọng, vì nó làm cho những cục không khí lạnh và ẩm ở đỉnh đám mây chìm xuống, tạo chỗ cho không khí ấm và ẩm gần bề mặt Trái Đất nổi lên vào đám mây và trở thành nó. Khi quá trình làm lạnh trở nên không hiệu quả, đám mây stratocumulus trở nên mỏng.

Những lực đối lập và hiệu ứng cuối cùng bị áp đảo; khi mức CO₂ đạt khoảng 1.200 phần trên triệu trong mô phỏng—điều này có thể xảy ra trong 100 đến 150 năm nếu khí thải không được kiểm soát—sự kết hợp giữa sự hút không khí và làm lạnh giảm, dẫn đến việc đám mây stratocumulus tan rã hoàn toàn.

Để xem việc mất mây sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ toàn cầu như thế nào, Schneider và đồng nghiệp đảo ngược phương pháp của các mô hình khí hậu toàn cầu, mô phỏng mảng mây của họ ở độ phân giải cao và tham số hóa phần còn lại của thế giới nằm ngoài hộp đó. Họ phát hiện ra rằng, khi đám mây stratocumulus biến mất trong mô phỏng, lượng nhiệt độ thêm vào đại dương tăng lên và tỷ lệ bay hơi tăng. Hơi nước có hiệu ứng nhà kính giống như CO₂, vì vậy hơi nước nhiều hơn trong không khí có nghĩa là nhiều nhiệt độ sẽ bị giam giữ ở bề mặt hành tinh. Mở rộng ra toàn bộ hành tinh, sự mất mây thấp và sự tăng hơi nước dẫn đến sự nóng chảy không kiểm soát—cú nhảy đến 8 độ đáng sợ. Sau khi khí hậu đã trải qua sự chuyển mình này và hơi nước saturates không khí, giảm CO₂ không đưa đám mây trở lại. “Có hiệu ứng nhớ,” Schneider nói, nơi trạng thái của hệ thống phụ thuộc vào lịch sử của nó. “Bạn cần giảm CO₂ xuống mức xung quanh ngày nay, thậm chí là thấp hơn một chút, trước khi bạn tạo ra đám mây stratocumulus lại.”

Các nhà nghiên cứu về khí hậu cổ điển nói rằng hiệu ứng nhớ này có thể giải thích những điều bí ẩn khác về hồ sơ khí hậu cổ điển. Trong thế Pliocene, 3 triệu năm trước, mức CO₂ trong không khí là 400 ppm, tương tự như hiện nay, nhưng Trái Đất nóng lên 4 độ. Điều này có thể là do chúng ta đang làm lạnh từ một giai đoạn ấm hơn nhiều, có thể chủ yếu không mây, và đám mây stratocumulus chưa trở lại lúc đó.

Schneider nghĩ gì về tương lai? Ngồi trong văn phòng với màn hình laptop mở ra một mô phỏng cuốn hút của những đám mây cuồn cuộn, ông nói, “Tôi khá—tương đối—lạc quan, đơn giản vì tôi nghĩ rằng năng lượng mặt trời đã trở nên rẻ hơn nhiều. Chúng ta không còn xa nữa để chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời vượt qua đường cong chi phí năng lượng hóa thạch. Và khi nó vượt qua, sẽ có sự biến đổi mũi tên của toàn bộ ngành công nghiệp.”

Kerry Emanuel, nhà khoa học khí hậu MIT, lưu ý rằng sự suy thoái kinh tế có thể xảy ra do những ảnh hưởng gần đây của biến đổi khí hậu cũng có thể làm giảm phát thải carbon trước khi đạt đến điểm chuyển động của đám mây stratocumulus.

Nhưng những thay đổi không ngờ khác và các điểm chuyển động của khí hậu có thể đẩy chúng ta nhanh chóng đến bờ vực. “Tôi lo lắng,” nói Kennett, nhà nghiên cứu paleoceanographer tiên phong đã phát hiện ra sự kiện PETM và khám phá ra nhiều giai đoạn náo loạn khác trong lịch sử của Trái đất. “Bạn đùa chứ? Đối với tôi, ấm toàn cầu là vấn đề lớn nhất thời đại của chúng ta.”

Trong thời kỳ PETM, loài động vật có vú, mới vươn lên sau sự sụp đổ của khủng long, thực sự phồn thịnh. Hành trình chinh phục phương bắc của họ dẫn họ đến những cầu đất cho phép họ mở rộng ra toàn cầu, lấp đầy các hố sinh thái và lan rộng về phía nam khi hành tinh hấp thụ CO₂ thặng dư trong không khí và lạnh đi trong hơn 200,000 năm. Tuy nhiên, câu chuyện của họ là một câu chuyện khó mà chúng ta có thể hy vọng bắt chước. Một khác biệt, các nhà khoa học nói, là Trái đất lúc đó ấm hơn rất nhiều, vì vậy không có băng tan và làm tăng tốc quá trình làm nóng và nâng cao mực nước biển.

“Sự khác biệt lớn khác,” nói nhà khí tượng học Gavin Schmidt, giám đốc Viện Goddard, “là, chúng ta ở đây, và chúng ta đã thích ứng với khí hậu mà chúng ta có. Chúng ta xây dựng các thành phố của mình quanh toàn bộ các bờ biển; chúng ta đã xây dựng các hệ thống nông nghiệp của mình mong đợi mưa sẽ nằm ở nơi nó là và khu vực khô cằn sẽ ở nơi nó là.” Và các biên giới quốc gia đang ở nơi nó là. “Chúng ta không sẵn sàng cho những thay đổi đó,” ông nói.

Câu chuyện gốc được tái in với sự cho phép từ Tạp chí Quanta, một xuất bản độc lập với biên tập thuộc Quỹ Simons, có sứ mệnh làm tăng cường sự hiểu biết của công chúng về khoa học bằng cách theo dõi các phát triển nghiên cứu và xu hướng trong toán học và các khoa học tự nhiên và xã hội.

Những Sự Kỳ Diệu Khác Của MYTOUR

• Sự khám phá thắng lợi của loài ong lớn nhất trên Trái đất
• Hyundai Nexo là một điều thú vị để lái xe—và một đau đầu khi nạp nhiên liệu
• Đánh cắp ATM đã trở nên dễ dàng đến mức, mã độc là một trò chơi
• Những chiếc ba lô tốt nhất—cho mọi loại nơi làm việc
• Cuộc sống nhàm chán hàng ngày của bạn thuộc về truyền thông xã hội
• 👀 Đang tìm kiếm những thiết bị công nghệ mới nhất? Hãy kiểm tra các hướng dẫn mua sắm và các ưu đãi tốt nhất của chúng tôi suốt cả năm
• 📩 Muốn nhiều hơn? Đăng ký nhận bản tin hàng ngày của chúng tôi và đừng bao giờ bỏ lỡ những câu chuyện tuyệt vời nhất của chúng tôi