Cán bộ Khoa Địa chất công bố trên Nature Communications

Cán bộ Khoa Địa chất đóng góp công bố mới trên Nature Communications

Tạp chí Nature Communications ngày 21/10/2024 đã xuất bản công trình nghiên cứu mới về thạch nhũ và cổ khí hậu ở Miền Trung Việt Nam “Local hydroclimate alters interpretation of speleothem δ18O records”. Đây là bài báo của nhóm tác giả đến từ các trường, viện nghiên cứu ở Mỹ, Anh, Đức và Việt Nam. ThS. Đỗ Trọng Quốc, cán bộ Khoa Địa chất là đồng tác giả của công bố, có những đóng góp quan trọng cho nghiên cứu với hoạt động thiết kế nghiên cứu, khảo sát thực địa, phân tích thí nghiệm và luận giải mới. Bài báo phát hiện những ảnh hưởng địa phương của điều kiện khí hậu-thủy văn tại khu vực nghiên cứu đến các chỉ số địa hóa-đồng vị bền trong măng đá và sự cần thiết phải chuẩn hóa, hiệu chỉnh dữ liệu địa hóa-đồng vị trước khi minh giải cổ khí hậu.

Cuối năm 2023, đầu năm 2024, ThS. Đỗ Trọng Quốc đã có thời gian làm việc tích cực trên mẫu thạch nhũ Việt Nam tại PTN của ĐH University of California, Irvine, Hoa Kỳ. Sau khi nghiên cứu được xuất bản online, Admin đã trao đổi với ThS. Đỗ Trọng Quốc về nội dung bài báo này, xin chia sẻ với bạn đọc dưới đây:

*****

Quá khứ là chìa khóa để giải đoán tương lai, trong nghiên cứu về địa chất nói chung và cổ khí hậu nói riêng, các sự kiện đã từng xảy ra trong quá khứ đã và sẽ nhiều lần lặp lại có thể mang tính chu kỳ hoặc không. Nếu chúng ta có đủ dữ liệu về các sự kiện này chúng ta có thể có cái nhìn tổng quan về những gì đang xảy ra và dự đoán trong tương lai thông qua các mô hình. Hệ thống gió mùa Châu Á là một thành phần quan trọng của hệ thống khí hậu toàn cầu, đóng vai trò chính trong việc vận chuyển nhiệt và độ ẩm từ vùng nhiệt đới đến các vĩ độ cao hơn. Ngay cả những biến động nhỏ về cường độ và/hoặc thời điểm của lượng mưa theo mùa cũng có thể tác động đáng kể đến hàng tỷ người sống trong phạm vi tác động của gió mùa Châu Á. Tuy nhiên, các dự báo của mô hình khí hậu về những thay đổi gió mùa trong tương lai vẫn còn nhiều điểm chưa chắc chắn. Trong khi dữ liệu ghi nhận cổ khí hậu đã thúc đẩy đáng kể sự hiểu biết của chúng ta về sự thay đổi gió mùa mùa hè ở một số khu vực, chúng ta vẫn biết rất ít về phạm vi và cơ chế thay đổi gió mùa ở Đông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng. Để giải quyết vấn đề này, nhóm tác giả đã phát triển bộ dữ liệu đa chỉ thị (multi-proxies) có độ phân giải cao về cổ khí hậu trong giai đoạn cuối Pleistocen đến Holocen bằng cách sử dụng nhũ/măng đá động Hòa Hương (HH1) ở VQG Phong Nha-Kẻ Bàng – Miền Trung Việt Nam kết hợp dữ liệu khí hậu hiện tại bằng công cụ quan trắc hang động và phân tích mô hình khí hậu.

ThS. Đỗ Trọng Quốc cho biết: “Việc sử dụng các tỉ số đồng vị bền như carbon-13, oxygen-18, hay tỷ số hàm lượng các nguyên tố chính và nguyên tố vết Ca/Mg, Sr/Ca, Ba/Ca … đã được áp dụng trong nghiên cứu về cổ khí hậu từ lâu. Tuy nhiên, việc hiểu và xác định chính xác các yếu tố ảnh hưởng đến các chỉ số này từ đó hiệu chỉnh lại bộ số liệu hiện còn thiếu vắng và đặc biệt đối với oxygen-18 trong măng đá. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành măng đá như nhiệt độ, áp suất trong hang, hoạt động của vi sinh vật, thành phần cấu trúc của đá vôi/đới epikarst, trong đó chế độ khí hậu thủy văn địa phương đóng vai trò quan trọng. Các yếu tố trên tác động đến đặc điểm hóa học của dung dịch biocarbonat khi CO2 thoát khí khỏi nước nhỏ giọt, các đồng vị nhẹ hơn (C-12 và O-18) ưu tiên thoát khí, làm giàu nhóm nước nhỏ giọt còn lại HCO3− bằng các đồng vị nặng hơn (C-13 và O-18). Kết quả làm cho Ca2+ bị lắng đọng (kết tủa calcit) trong epikarst, trên trần hang động và trên nhũ đá hoặc trong ống soda nhô ra, trước khi nước nhỏ giọt chạm tới măng đá (prior calcite precipitation – PCP)”.

“Tuy nhiên, tín hiệu PCP này thường bị xem nhẹ và bỏ qua trong các nghiên cứu sử dụng đồng vị O-18 trong măng đá dẫn đến số liệu tỉ số đồng vị O-18 xác định được chưa được minh giải chính xác. Đối với nghiên cứu này, chúng tôi đã chứng minh được (1) có sự tác động của PCP đến tỉ số đồng vị O-18 trong măng đá tại Miền Trung Việt Nam từ 45 ngàn năm đến 4 ngàn năm; (2) Hiệu chỉnh số liệu delta O-18 do ảnh hưởng của PCP từ việc kết hợp với các dữ liệu quan trắc hang động và tỷ lệ hàm lượng nguyên tố Mg/Ca; (3) Kết hợp với mô hình mô phỏng khí hậu khu vực cho thấy sau kết quả sau hiệu chỉnh phản ánh chính xác lượng mưa. Kết quả hiệu chỉnh bước đầu là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo khi sử dụng đồng vị O-18 có yếu tố PCP để nghiên cứu cổ khí hậu.” ThS Quốc phân tích thêm.

Về những gợi mở từ nghiên cứu này, ThS. Quốc cho biết: “Thông qua việc tích hợp dữ liệu cổ khí hậu đại diện, dữ liệu khí hậu hiện tại bằng công cụ giám sát hang động, phân tích biomarker, và phân tích mô hình khí hậu trong thời gian tới nghiên cứu của các tác giả tiếp tục giải quyết ba câu hỏi chính: (1) Cường độ gió mùa Đông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng và các kiểu mưa khu vực thay đổi như thế nào để phản ứng với lực quỹ đạo, các sự kiện khí hậu đột ngột quy mô thiên niên kỷ; (2) Các tín hiệu khí hậu và môi trường được ghi lại như thế nào trong địa hóa học của calcit trong thạch nhũ? Các nguồn gây ra sự không chắc chắn là gì; và (3) Các ghi nhận về măng/nhũ đá khu vực Đông Nam Á liên quan như thế nào đến các kiểu không gian và thời gian rộng hơn của biến đổi khí hậu trong quá khứ ở vùng nhiệt đới Ấn Độ Dương – Thái Bình Dương, vùng gió mùa Châu Á và vĩ độ cao nhằm mục tiêu cung cấp các dữ liệu chuẩn của khu vực đối với các mô hình khí hậu dự báo cho tương lai”.

*****

Nature Communications là phụ bản của tập san lừng danh Nature, tuy không cao bằng Nature nhưng các nghiên cứu được công bố trên tạp chí này cũng là những nghiên cứu xuất sắc, được các nhà khoa học đánh giá rất cao bởi các nghiên cứu mang tính đột phá, mang lại bước tiến mới hay những nghiên cứu gốc quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong năm 2023, ThS. Đỗ Trọng Quốc cũng là đồng tác giả của công bố trên tập san PNAS. Chúc mừng ThS. Đỗ Trọng Quốc với dấu mốc đáng nhớ tiếp theo trong nghiên cứu khoa học!