Trong hàng trăm năm, khí hậu ở Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương thường biến động theo một mối liên hệ chặt chẽ. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy mối liên kết này từng bị gián đoạn bởi các vụ phun trào núi lửa lớn trong thế kỷ 19 và hiện đang thay đổi theo một cách đặc biệt khác dưới tác động của con người.
Các nhà khoa học tại Viện Hải dương học Woods Hole (WHOI) kết hợp dữ liệu khí hậu cổ với mô hình khí hậu để tìm hiểu cách hai đại dương tương tác trong nhiều thế kỷ qua. Kết quả cho thấy núi lửa có thể tạm thời làm suy yếu mối liên kết khí hậu giữa hai đại dương. Đáng chú ý hơn, trong thời kỳ hiện đại, tác động từ phát thải khí nhà kính do con người gây ra dường như đang tạo nên một sự thay đổi bất thường trong mối quan hệ này.
Khí hậu trên Ấn Độ Dương thường phản ứng với những thay đổi diễn ra ở Thái Bình Dương. Mối liên hệ này góp phần định hình lượng mưa, nhiệt độ và sự lưu thông khí quyển trên phạm vi rộng ở vùng nhiệt đới. Nhưng từ những năm 1980, các nhà khoa học bắt đầu nhận thấy mối liên hệ trên yếu đi.
Ấn Độ Dương ngày càng có xu hướng diễn biến khác với những gì có thể dự đoán dựa trên tình trạng của Thái Bình Dương. Sự thay đổi này được cho là có liên quan đến tình trạng Trái Đất nóng lên. Vấn đề là các dữ liệu quan trắc khí hậu đáng tin cậy chỉ kéo dài chưa đầy một thế kỷ. Khoảng thời gian này quá ngắn để xác định liệu những thay đổi hiện nay có thực sự bất thường hay chỉ là một phần của chu kỳ tự nhiên kéo dài.
Để nhìn xa hơn, nhóm nghiên cứu tìm đến các "kho lưu trữ" khí hậu tự nhiên như san hô, vòng sinh trưởng của cây và nhũ đá trong hang động. Những dữ liệu này giúp các nhà khoa học tái dựng điều kiện khí hậu ở Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương từ đầu những năm 1600.
Dữ liệu khí hậu cổ cho thấy trong phần lớn 400 năm qua, hai đại dương vẫn duy trì mối liên hệ khá chặt chẽ. Tuy nhiên, một giai đoạn đặc biệt nổi bật: từ năm 1810 đến 1850. Trong khoảng thời gian này, mối quan hệ giữa khí hậu Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương thay đổi đáng kể. Các nhà nghiên cứu cho rằng nguyên nhân có liên quan đến hàng loạt vụ phun trào núi lửa lớn ở vùng nhiệt đới. Những vụ phun trào này dường như đã làm suy yếu ảnh hưởng thông thường của Thái Bình Dương đối với khí hậu Ấn Độ Dương. Các mô phỏng máy tính kéo dài tới 1.000 năm cũng củng cố nhận định này. Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào quy mô của các vụ phun trào, đồng thời chịu ảnh hưởng bởi trạng thái khí hậu nền tại thời điểm núi lửa hoạt động.
"Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên xem xét sự phá vỡ mối liên hệ giữa Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương bằng cách kết hợp bằng chứng khí hậu trong quá khứ, quan trắc hiện đại và mô hình khí hậu", Caroline Ummenhofer, nhà khoa học cấp cao tại WHOI cho biết.
Nhưng núi lửa không phải là yếu tố duy nhất khiến các nhà khoa học chú ý. Bằng cách so sánh khí hậu hiện đại với dữ liệu của nhiều thế kỷ trước, nhóm nghiên cứu có thể đánh giá mức độ bất thường của sự suy yếu liên kết giữa hai đại dương hiện nay.
"Những dữ liệu hiện đại mà chúng ta có còn hạn chế và không kéo dài đủ xa về quá khứ. Với các mô hình khí hậu và dữ liệu khí hậu cổ, chúng ta có thể khẳng định với độ tin cậy cao hơn rằng những thay đổi gần đây thực sự khá đặc biệt", Shawn Wang, tác giả chính của nghiên cứu nói. Wang từng là nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại WHOI, hiện làm việc tại Đại học Colorado Boulder.
Theo nhóm nghiên cứu, các vụ phun trào núi lửa có thể tạm thời làm gián đoạn mối liên hệ giữa hai đại dương. Tuy nhiên, sự thay đổi trong thời hiện đại dường như có một nguyên nhân khác. Phát hiện quan trọng là sự nóng lên toàn cầu và lượng khí thải do con người tạo ra đang lấn át ảnh hưởng tự nhiên của Thái Bình Dương đối với Ấn Độ Dương.
Việc hiểu chính xác mức độ ảnh hưởng qua lại giữa Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương có ý nghĩa quan trọng đối với dự báo khí hậu. Các mối liên kết giữa những đại dương lớn giúp giới khoa học dự đoán sự thay đổi về lượng mưa và nhiều hình thái khí hậu khác. Nếu những mối liên hệ này suy yếu hoặc thay đổi, các dự báo dựa trên quy luật khí hậu trong quá khứ có thể trở nên kém chính xác.
Trong nhiều nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học thường xem xét từng đại dương riêng biệt. Nghiên cứu mới tập trung vào sự tương tác giữa hai đại dương và điều gì xảy ra khi mối liên hệ đó bắt đầu suy yếu. Ấn Độ Dương đặc biệt quan trọng bởi đây là một "kho nhiệt" khổng lồ của Trái Đất.
Phát hiện này cho thấy biến đổi khí hậu không chỉ làm Trái Đất nóng lên mà còn có thể thay đổi cách các hệ thống khí hậu vốn liên kết với nhau vận hành. Điều đó đặt ra thách thức mới cho việc dự báo mưa, nhiệt độ và các hiện tượng thời tiết cực đoan trong tương lai.
