A New Ice Age

A New Ice Age

William Curry is a serious, sober climate scientist, not an art critic. But he has spent a lot of time perusing Emanuel Gottlieb Leutze’s famous painting “George Washington Crossing the Delaware”, which depicts a boatload of colonial Ameri­can soldiers making their way to attack English and Hessian troops the day after Christmas in 1776. “Most people think these other guys in the boat are rowing, but they are actually pushing the ice away,” says Curry, tapping his finger on a reproduction of the painting. Sure enough, the lead oarsman is bashing the frozen river with his boot. “I grew up in Philadelphia. The place in this painting is 30 min­utes away by car. I can tell you, this kind of thing just doesn’t happen anymore.”

But it may again soon. And ice-choked scenes, similar to those immortalised by the 16th-century Flemish painter Pieter Brueghel the Elder, may also return to Europe. His works, including the 1565 masterpiece “Hunters in the Snow”, make the now-temperate European landscapes look more like Lapland. Such frigid set­tings were commonplace during a period dating roughly from 1300 to 1850 be­cause much of North America and Europe was in the throes of a little ice age. And now there is mounting evidence that the chill could return. A growing number of scientists believe conditions are ripe for another prolonged cooldown, or small ice age. While no one is predicting a brutal ice sheet like the one that covered the Northern Hemisphere with glaciers about 12,000 years ago, the next cooling trend could drop average temperatures 5 degrees Fahrenheit over much of the United States and 10 degrees in the Northeast, northern Europe, and northern Asia.

“It could happen in 10 years,” says Terrence Joyce, who chairs the Woods Hole Physical Oceanography Department. “Once it does, it can take hundreds of years to reverse.” And he is alarmed that Americans have yet to take the threat seriously.

A drop of 5 to 10 degrees entails much more than simply bumping up the thermo­stat and carrying on. Both economically and ecologically, such quick, persistent chilling could have devastating consequences. A 2002 report titled “Abrupt Climate Change: Inevitable Surprises”, produced by the National Academy of Sciences, pegged the cost from agricultural losses alone at $100 billion to $250 billion while also predicting that damage to ecologies could be vast and incalculable. A grim sampler: disappearing forests, increased housing expenses, dwindling fresh water, lower crop yields, and accelerated species extinctions.

The reason for such huge effects is simple. A quick climate change wreaks far more disruption than a slow one. People, animals, plants, and the economies that depend on them are like rivers; says the report: “For example, high water in a river will pose few problems until the water runs over the bank, after which levees can be breached and massive flooding can occur. Many biological processes undergo shifts at particular thresholds of temperature and precipitation.”

Political changes since the last ice age could make survival far more difficult for the world’s poor. During previous cooling periods, whole tribes simply picked up and moved south, but that option doesn’t work in the modern, tense world of closed borders. “To the extent that abrupt climate change may cause rapid and ex­tensive changes of fortune for those who live off the land, the inability to migrate may remove one of the major safety nets for distressed people,” says the report.

But first things first. Isn’t the earth actually warming? Indeed it is, says Joyce. ‘ In his cluttered office, full of soft light from the foggy Cape Cod morning, he explains how such warming could actually be the surprising culprit of the next mini-ice age. The paradox is a result of the appearance over the past 30 years in the North Atlantic of huge rivers of fresh water – the equivalent of a 10-foot-thick layer – mixed into the salty sea. No one is certain where the fresh torrents are coming from, but a prime suspect is melting Arctic ice, caused by a build-up of carbon dioxide in the atmosphere that traps solar energy.

The freshwater trend is major news in ocean-science circles. Bob Dickson, a Brit­ish oceanographer who sounded an alarm at a February conference in Honolulu, has termed the drop in salinity and temperature in the Labrador Sea – a body of water between northeastern Canada and Greenland that adjoins the Atlantic – “arguably the largest full-depth changes observed in the modern instrumental oceanographic record”.

The trend could cause a little ice age by subverting the northern penetration of Gulf Stream waters. Normally, the Gulf Stream, laden with heat soaked up in the tropics, meanders up the east coasts of the United States and Canada. As it flows northward, the stream surrenders heat to the air. Because the prevailing North Atlantic winds blow eastward, a lot of the heat wafts to Europe. That’s why many scientists believe winter temperatures on the Continent are as much as 36 de­grees Fahrenheit warmer than those in North America at the same latitude. Frigid Boston, for example, lies at almost precisely the same latitude as balmy Rome. And some scientists say the heat also warms Americans and Canadians. “It’s a real mistake to think of this solely as a European phenomenon,” says Joyce.

Having given up its heat to the air, the now-cooler water becomes denser and sinks into the North Atlantic by a mile or more in a process oceanographers call thermohaline circulation. This massive column of cascading cold is the main engine powering a deep-water current called the Great Ocean Conveyor that snakes through all the world’s oceans. But as the North Atlantic fills with fresh water, it grows less dense, making the waters carried northward by the Gulf Stream less able to sink. The new mass of relatively fresh water sits on top of the ocean like a big thermal blanket, threatening the thermohaline circulation. That in turn could make the Gulf Stream slow or veer southward. At some point, the whole system could simply shut down, and do so quickly. “There is increasing evidence that we are getting closer to a transition point, from which we can jump to a new state.”

Kỷ băng hà mới

William Curry là một nhà khoa học khí hậu nghiêm túc, điềm đạm, không phải là một nhà phê bình nghệ thuật. Nhưng ông đã dành nhiều thời gian để nghiên cứu bức tranh nổi tiếng của Emanuel Gottlieb Leutze “George Washington vượt sông Delaware”, miêu tả một đoàn thuyền của những người lính Mỹ thuộc địa đang trên đường tấn công quân đội Anh và Hessian một ngày sau lễ Giáng sinh năm 1776. “Hầu hết mọi người nghĩ rằng những người khác trên thuyền đang chèo, nhưng thực ra họ đang đẩy băng ra xa,” Curry nói, gõ ngón tay vào bản sao của bức tranh. Chắc chắn rồi, người chèo thuyền chính đang dùng chiếc ủng của mình đạp vào dòng sông đóng băng. “Tôi lớn lên ở Philadelphia. Địa điểm trong bức tranh này cách đó 30 phút xe hơi. Tôi có thể chắc với anh, những chuyện thế này không còn xảy ra nữa.”

Nhưng nó có thể sớm trở lại. Và những cảnh kẹt băng, giống như trong những tác phẩm bất hủ của họa sĩ người Flemish ở thế kỷ 16, Pieter Brueghel the Elder, cũng có thể quay lại với châu Âu. Các tác phẩm của ông, bao gồm kiệt tác năm 1565 “Những thợ săn trong tuyết”, làm cho phong cảnh châu Âu hiện ra ôn hòa trông giống Lapland hơn. Những khung cảnh băng giá như vậy là phổ biến trong khoảng giai đoạn từ năm 1300 đến năm 1850 vì phần lớn Bắc Mỹ và châu Âu đang ở trong thời kỳ băng hà nhỏ khắc nghiệt. Và giờ đây có nhiều bằng chứng cho thấy cái lạnh có thể quay trở lại. Ngày càng nhiều nhà khoa học tin rằng các điều kiện đã chín muồi cho một giai đoạn suy giảm nhiệt độ kéo dài khác, hay kỷ băng hà nhỏ. Trong khi không ai dự đoán về một dải băng khổng lồ như sông băng đã từng bao phủ Bắc bán cầu khoảng 12.000 năm trước, xu hướng giảm nhiệt tiếp theo có thể làm nhiệt độ tụt trung bình 5 độ F trên phần lớn nước Mỹ và 10 độ ở Đông Bắc và Bắc Âu cũng như Bắc Á.

Terrence Joyce, người đứng đầu Cục Hải dương học Vật lý Woods Hole cho biết: “Điều này có thể xảy ra trong 10 năm tới. “Một khi nó xảy ra, có thể cần tới hàng trăm năm để đảo ngược.” Và ông cảnh báo rằng người Mỹ vẫn chưa xem xét nghiêm túc mối đe dọa này.

Việc giảm từ 5 đến 10 độ đòi hỏi nhiều giải pháp hơn việc chỉ đơn giản là bật hệ thống điều hòa nhiệt độ và tiếp tục sống. Cả trên phương diện kinh tế và sinh thái, sự lạnh giá nhanh chóng và dai dẳng như vậy có thể gây ra những hậu quả tàn khốc. Một báo cáo năm 2002 có tựa đề “Biến đổi khí hậu đột ngột: Những bất ngờ không thể tránh khỏi”, do Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia xuất bản, đã tính toán chi phí từ thiệt hại  chỉ tính riêng ngành nông nghiệp là từ 100 tỷ đến 250 tỷ USD, đồng thời dự đoán rằng thiệt hại đối với các hệ sinh thái có thể rất lớn và khôn lường. Một viễn cảnh đầy nghiệt ngã: rừng biến mất, chi phí nhà ở tăng, nước ngọt dần cạn kiệt, năng suất cây trồng thấp hơn, và sự tuyệt chủng của các loài gia tăng.

Lý do cho những ảnh hưởng to lớn như vậy rất đơn giản. Sự thay đổi khí hậu nhanh chóng gây ra gián đoạn nhiều hơn một sự thay đổi chậm chạp. Con người, động vật, thực vật và các ngành kinh tế phụ thuộc vào chúng giống như những dòng sông; báo cáo cho biết: “Lấy ví dụ, nước dâng cao ở một con sông sẽ gây ra một số vấn đề cho đến khi nước chảy tràn bờ, sau đó các con đê có thể bị vỡ và lũ lụt lớn có thể xảy ra. Nhiều quá trình sinh học chịu sự thay đổi ở các ngưỡng nhiệt độ và lượng mưa cụ thể ”.

Những thay đổi chính trị kể từ kỷ băng hà cuối cùng có thể khiến việc sinh sống của những người nghèo trên thế giới trở nên khó khăn hơn nhiều. Trong thời kỳ giảm nhiệt trước đây, toàn bộ các bộ lạc chỉ cần đứng lên và di cư về phía nam, nhưng lựa chọn đó không khả thi trong thế giới hiện đại vốn luôn căng thẳng với những biên giới đóng kín. Báo cáo cho biết: “Trong phạm vi ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu đột ngột có thể gây ra những thay đổi nhanh chóng và rộng khắp về tài sản của những người sống phụ thuộc vào đất đai, việc không có khả năng di cư có thể loại bỏ một trong những mạng lưới an sinh chính của những con người khốn khổ,” báo cáo cho biết.

Nhưng hãy nói chuyện quan trọng trước đã. Không phải thực ra trái đất đang nóng lên sao? Đúng là như vậy đấy, Joyce nói. ‘Trong văn phòng bừa bộn của mình, tràn ngập ánh sáng dịu nhẹ trong một buổi sáng Cape Cod đầy sương mù, anh giải thích làm thế nào mà sự ấm lên như vậy có thể thực sự là thủ phạm bất ngờ của kỷ băng hà mini tiếp theo. Điều nghịch lý là kết quả của sự xuất hiện những con sông nước ngọt khổng lồ trong hơn 30 năm qua ở Bắc Đại Tây Dương  – tương đương với một lớp dày 10 foot – hòa vào nước biển mặn. Không ai biết chắc chắn những dòng nước ngọt lớn đó đến từ đâu, nhưng một nghi phạm chính là băng ở Bắc Cực đang tan chảy, gây ra bởi sự tích tụ của carbon dioxide trong khí quyển thu hút năng lượng mặt trời.

Hướng di chuyển của dòng nước ngọt là tin tức quan trọng trong giới khoa học đại dương. Bob Dickson, nhà hải dương học người Anh, người đã gióng lên hồi chuông báo động tại một hội nghị hồi tháng hai ở Honolulu, đã nhắc tới sự sụt giảm độ mặn và nhiệt độ ở biển Labrador – một vùng nước giữa đông bắc Canada và Greenland tiếp giáp với Đại Tây Dương – “có thể coi là vùng nước có những thay đổi lớn nhất trên toàn bộ độ sâu có thể quan sát được bởi dữ liệu hải dương học sử dụng dụng cụ hiện đại ”.

Xu hướng này có thể gây ra một kỷ băng hà nhỏ bằng cách phá vỡ sự xâm nhập từ phía bắc của hải lưu Gulf Stream. Thông thường, dòng hải lưu Gulf Stream, chứa đầy nhiệt thấm vào vùng nhiệt đới, uốn khúc lên các bờ biển phía đông của Hoa Kỳ và Canada. Khi chảy về phía bắc, dòng chảy truyền nhiệt vào không khí. Do gió Bắc Đại Tây Dương chủ đạo thổi theo hướng đông, rất nhiều nhiệt sẽ lan sang châu Âu. Đó là lý do tại sao nhiều nhà khoa học tin rằng nhiệt độ mùa đông trên lục địa này ấm hơn 36 độ F so với nhiệt độ ở khu vực Bắc Mỹ có cùng vĩ độ. Boston lạnh giá là một ví dụ, nó nằm ở vĩ độ gần như giống hệt với Rome ôn hòa. Và một số nhà khoa học cho rằng nhiệt này cũng sưởi ấm người Mỹ và Canada. Joyce nói: “Sẽ là một sai lầm thực sự khi chỉ coi đây là một hiện tượng đơn lẻ chỉ xảy ra tại châu Âu.

Sau khi truyền bớt hơi nóng của nó vào không khí, nước lúc đó lạnh hơn trở nên đặc hơn và chìm xuống Bắc Đại Tây Dương khoảng một dặm hoặc hơn trong một quá trình mà các nhà hải dương học gọi là luân chuyển nhiệt muối. Cột khổng lồ chứa khối cạnh phân tầng này là động cơ chính cung cấp năng lượng cho một dòng nước sâu được gọi là Great Ocean Conveyor len lỏi qua tất cả các đại dương trên thế giới. Nhưng khi nước ngọt tràn vào Bắc Đại Tây Dương, mật độ của chúng trở nên thấp hơn, khiến các vùng nước do hải lưu Gulf Stream mang về phía bắc ít có khả năng bị chìm hơn. Khối lớn nước ngọt mới nằm trên đỉnh đại dương giống như một tấm chăn nhiệt lớn, đe dọa sự luân chuyển nhiệt muối. Điều đó có thể làm cho dòng hải lưu Gulf Stream chậm lại hoặc chảy về phía nam. Tại một thời điểm nào đó, toàn bộ hệ thống có thể đơn giản là bị ngừng hoạt động nhanh chóng. “Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy chúng ta đang tiến gần hơn đến điểm chuyển tiếp, từ đó có thể biến đổi nhanh sang một trạng thái mới”.