Nếu Yellowstone xảy ra siêu phun trào, điều gì sẽ xảy ra trước và sau đó?

Yellowstone không phải một ngọn núi lửa ngủ yên có thể bất ngờ phát nổ mà không để lại dấu vết. Hệ thống này luôn có hoạt động địa chất và được theo dõi liên tục bằng máy đo địa chấn, GPS, thiết bị đo biến dạng, vệ tinh, cảm biến tại các mạch phun cùng hoạt động lấy mẫu khí và nước. Nếu một siêu phun trào thật sự hình thành, giới khoa học có thể thấy nhiều biến đổi đáng lo xuất hiện đồng thời trong nhiều tuần, thay vì chỉ nhận được một tín hiệu đơn lẻ vào phút chót. [1]

Trong kịch bản xấu nhất, hiểm họa không dừng ở vụ nổ. Dòng khí, tro và đá cực nóng sẽ tàn phá vùng gần Yellowstone; tro phát tán xa có thể làm gián đoạn hàng không, đường bộ, điện, nước, liên lạc và nông nghiệp. Đây là một mô phỏng tình huống VEI 8, cấp cao nhất trên thang đo độ lớn của phun trào nổ, chứ không phải dự báo rằng Yellowstone đang chuẩn bị phun. [1]

Những dấu hiệu nào đáng lo ngại?

Động đất nhỏ xảy ra tại Yellowstone không tự động báo hiệu thảm họa. Điều đáng chú ý hơn là một “đàn động đất”: nhiều trận tập trung trong cùng khu vực, dịch chuyển qua lớp vỏ hoặc xuất hiện ngày càng nông. Kiểu vận động ấy có thể phù hợp với magma hay chất lưu thủy nhiệt chịu áp suất đang đi lên. Tuy nhiên, chính nước nóng và khí trong hệ thống thủy nhiệt cũng có thể tạo ra những tín hiệu mạnh mà cuối cùng không dẫn đến phun trào. [1]

Mức cảnh giác chỉ tăng rõ rệt khi đàn động đất đi kèm mặt đất nâng nhanh, các trạm GPS dịch chuyển, biến dạng vỏ gia tăng, mạch phun trở nên thất thường và thành phần khí hoặc nước thay đổi. Mỗi hiện tượng có thể có nhiều cách giải thích; sự hội tụ của chúng mới giúp thu hẹp khả năng. Có thể hình dung đây như việc nhận biết một hỏng hóc phức tạp: một tiếng động lạ chưa nói lên nhiều, nhưng tiếng động, nhiệt độ tăng và áp suất đổi cùng lúc tạo thành một mẫu đáng kiểm tra khẩn cấp. [1]

Cảnh báo sẽ được nâng lên như thế nào?

Khi hoạt động vượt khỏi mức nền, các nhà khoa học sẽ bổ sung thiết bị tạm thời, tăng tần suất lấy mẫu và phối hợp chặt hơn với cơ quan quản lý công viên cùng lực lượng ứng phó khẩn cấp. Dữ liệu địa chấn cho biết vị trí, độ sâu và kiểu rung; GPS cùng radar vệ tinh cho thấy mặt đất đang nâng hay hạ; mẫu khí và nước giúp nhận ra thay đổi trong hệ thống thủy nhiệt. Các phép đo phải được đọc chung vì không thiết bị nào có thể tự xác nhận một siêu phun trào. [1]

Trong tình huống bất ổn tiếp tục tăng, cấp cảnh báo núi lửa và mã màu hàng không có thể lần lượt được nâng lên. Việc hạn chế đường sá, đổi tuyến bay hoặc sơ tán sẽ dựa trên mức nguy hiểm tại từng thời điểm. Khó khăn lớn là hành động đủ sớm mà không biến một giai đoạn bất ổn thành lời khẳng định chắc chắn. Yellowstone từng có những đợt mặt đất nâng và động đất gia tăng rồi chuyển sang hạ xuống, được giải thích bằng chuyển động của chất lưu thủy nhiệt thay vì một vụ phun magma. [1]

Một vụ phun VEI 8 có thể bắt đầu ra sao?

Kịch bản mô phỏng không bắt đầu bằng toàn bộ hõm chảo Yellowstone nổ tung cùng lúc. Magma đi lên có thể xâm nhập hệ thống thủy nhiệt nông, làm nước hóa hơi nhanh và gây các vụ nổ do tương tác giữa magma với nước. Hơi, bùn, tro và đá vỡ bị hất lên trước khi magma giàu khí xuyên qua bề mặt. Khi áp suất giảm, khí hòa tan giãn nở dữ dội, xé magma thành đá bọt và những hạt tro rất nhỏ. [1]

Nếu quá trình phát triển đến cấp VEI 8, cột phun có thể vươn lên hàng chục kilômét. Khi một phần cột vật chất không còn được nâng đỡ và sụp xuống, nó tạo ra dòng vật chất núi lửa cực nóng: hỗn hợp khí, tro và mảnh đá chuyển động nhanh sát mặt đất. Đây là hiểm họa trực tiếp nghiêm trọng nhất quanh núi lửa. Xa hơn, mây tro lan rộng rồi bị gió trên cao vận chuyển, khiến phạm vi gián đoạn lớn hơn rất nhiều so với vùng bị dòng nhiệt phá hủy. [1]

Vì sao tro có thể làm cả hệ thống ngừng hoạt động?

Tro núi lửa không chỉ làm bầu trời tối và gây khó thở. Nó làm giảm tầm nhìn, khiến đường trơn, cản trở động cơ và buộc sân bay đóng cửa. Khi ẩm, tro có thể dẫn điện và gây chập tại đường dây hoặc trạm điện; khối lượng tro tích tụ cũng gây sức ép lên mái và các kết cấu yếu. Mưa biến lớp tro khô thành bùn đặc, khiến việc dọn đường, thông cống và khôi phục vận tải càng khó khăn. [1]

Mất điện kéo theo một chuỗi gián đoạn: máy bơm nước ngừng chạy, xử lý nước thải suy giảm, trạm nhiên liệu khó hoạt động, còn mạng di động và internet mất nguồn. Đường bộ, đường sắt và hàng không đình trệ làm thực phẩm, thuốc men, nhiên liệu và phụ tùng không đến được nơi cần thiết. Vì vậy, tác động tại một thành phố không chỉ phụ thuộc lớp tro ở đó dày bao nhiêu, mà còn phụ thuộc điện, nước và hàng hóa của thành phố ấy đến từ đâu. [1]

Khủng hoảng sẽ kéo dài đến đâu?

Trong những tuần tiếp theo, cây trồng và đồng cỏ ở các vùng chịu tro nặng có thể bị vùi lấp hoặc ô nhiễm; vật nuôi thiếu thức ăn và nước sạch. Tro khô còn có thể bị gió cuốn lên nhiều lần, tiếp tục kích ứng mắt, họng và đường hô hấp sau khi phun trào đã yếu. Các chuyến bay có thể mở lại rồi đóng tiếp khi hướng gió thay đổi. Khủng hoảng vì thế chuyển dần từ né tránh vụ phun sang duy trì nước sạch, chăm sóc y tế, vận tải và nguồn lương thực. [1]

Nếu sulfur dioxide đi vào tầng khí quyển cao và tạo thành các hạt sulfate phản xạ ánh sáng Mặt Trời, khí hậu có thể lạnh đi trong vài năm. Mức độ và phân bố của sự thay đổi sẽ không giống nhau giữa các vùng hay mùa. Thiệt hại nông nghiệp, đứt gãy thương mại và chi phí phục hồi khi đó có thể lan ra ngoài Bắc Mỹ, ngay cả tại những nơi hầu như không có tro rơi. [1]

Dù hậu quả giả định rất lớn, kịch bản này không đồng nghĩa loài người tuyệt chủng. Mối đe dọa chủ yếu là hàng loạt hệ thống phụ thuộc lẫn nhau cùng suy yếu: từ điện và nước đến y tế, vận tải và sản xuất lương thực. Điểm quan trọng nhất khi nhìn Yellowstone vì thế không phải chờ một dấu hiệu kịch tính duy nhất, mà là hiểu cách nhiều phép đo được ghép lại để phân biệt hoạt động địa chất bình thường với một cuộc khủng hoảng đang hình thành. [1]