Măng đá giúp các nhà khoa học tìm ra các dấu vết cháy rừng thời cổ đại

Khám phá này tạo ra cơ hội để tìm hiểu về lửa trong giai đoạn tiền sử, và cũng đại diện cho một lời kêu gọi thức tỉnh các sai sót có thể mắc phải trong những nỗ lực trước đó nhằm sử dụng các hang động đá vôi để dự đoán về khí hậu thời cổ đại.

Thạch nhũ, măng đá và đá chảy –gọi chung là các kiến tạo đá trong hang động – cung cấp một bản lưu giữ cách thức chúng được hình thành từ nước. Cũng giống như các vòng sinh trưởng ở cây, một kiến tạo đá được dựng lên theo thời gian, cung cấp cơ hội để nghiên cứu môi trường địa phương khi một lớp cụ thể được hình thành.

Hầu hết các nguyên tử ô-xy trong nước là ô–xy 16 bình thường, nhưng một số ít là các đồng vị nặng hơn. Tiến sĩ Pauline Treble tới từ Tổ chức Khoa học và Công nghệ Hạt nhân Úc cho biết: “Khi nước trải qua một giai đoạn biến đổi, bốc hơi hoặc ngưng tụ, thì sẽ có một sự thay đổi tỷ lệ đồng vị trong đó”. Mưa từ các đám mây tạo thành do nước bốc hơi ở nhiệt độ cao chứa nhiều ô-xy 18 hơn là mây ở các môi trường lạnh hơn, và điều này kết hợp với các hang động đá vôi hình thành vào thời điểm đó.

Đối với các nhà cổ khí hậu học, điều này là vô giá. Vòng sinh trưởng của cây hoặc san hô chỉ đi ngược về thời hiện tại. Lõi băng cho chúng ta biết nhiều về khí hậu ở các cực, nhưng rất ít về phần còn lại của hành tinh. Các tỷ lệ đồng vị trong kiến tạo đá đã lấp vào những khoảng trống này.

Tuy nhiên, khi Treble nghiên cứu nước nhỏ giọt từ hai điểm 23m ở một phía trong Động Yonderup ở phía Bắc thành phố Perth, bà nhận thấy những sự khác biệt mà có thể không liên quan đến các trường hợp nước mưa bốc hơi.

Treble đã phát biểu “Chúng tôi bắt đầu xem xét liệu trong sáu tháng trước khi cuộc giám sát bắt đầu, có xảy ra vụ cháy rừng dữ dội nào liên quan đến những dữ liệu không phù hợp này không”. Bà và một sinh viên của mình tên là Gurinder Nagra đã điều tra và tìm thấy một cái cây bị chết cháy gần như nằm trực tiếp trên khu vực nước nhỏ giọt. Treble cho biết “Điều đó đã làm thay đổi sự thoát hơi nước ở khu vực đó. Ở đó không còn bóng râm nữa nên làm tăng sự bốc hơi.”

Hai người đã báo cáo trong tạp chí Khoa học về Hệ thống Thủy văn và Trái đất ( Hydrology and Earth System Sciences ) rằng Ô-xy đồng vị 18 đã tăng hai phần ngàn. “Con số này có vẻ như không nhiều lắm. Nhưng nó đã lớn hơn 10 lần so với sự khác biệt nhỏ nhất chúng tôi có thể đo lường được, và nó cũng lớn như những gì bạn có thể thấy khi đi từ giữa kỳ băng hà tới gian băng”. (Gian băng là một thời kỳ nhiệt độ trung bình của Trái Đất ấm hơn làm tan băng ở các vùng cực và xen kẽ với các thời kỳ băng hà)

Mặc dù những thay đổi về tỷ lệ ô-xy có thể được tạo bởi một cái cây bị chết do bất kỳ nguyên nhân nào, nhưng lửa cháy đã tạo nên một lớp tro, do đó đã làm thay đổi nồng độ các chất hòa tan như clo, canxi và magiê.

Treble đã cho biết rằng việc tìm kiếm những đầu nhọn hoặc những nhỏ giọt có những yếu tố như thế này, tại cùng một điểm với các kiến tạo đá có ghi chép về sự thay đổi trong tỷ lệ ô-xy, có thể cho phép các nhà khoa học phân biệt giữa các thay đổi do khí hậu gây ra với các tác động của lửa. Khả năng phát hiện lửa trong ghi chép về đá vôi cũng có thể giúp trả lời các câu hỏi đã có từ lâu về việc trước khi con người đến châu Úc thì lửa thường như thế nào.

Tuy nhiên, Treble cho rằng, trong khi chờ đợi thì những kết luận trước đây về biến đổi khí hậu có thể cần được kiểm tra lại, tốt nhất là sử dụng các dữ liệu từ những hang động cách nhau rất xa.

Anh Thư (Theo iflscience)