THE YEAR WITHOUT A SUMMER

The Year Without a Summer

1816 was a strange year indeed. In America, in midsummer, a ‘dry log’ covered the land so thickly that snow fell, and large parts of the country were gripped by an intense and lingering cold front. The situation was no better in Great Britain and Europe, where cool temperatures and wet weather persisted for months. Mary Shelley, author of Frankenstein, while holidaying in Switzerland, complained of ‘incessant rainfall’, a feeling which may have put her in the mood for writing her most famous work. But there were to be far more significant effects of what become known as the ‘year without a summer”.

But where did the summer go? The main culprit, surprisingly, was a volcano on the other side of the planet: Mount Tamhora. in Indonesia, whose eruption of the year before was of such colossal magnitude that it altered global climate. In the years leading to this, the mountain had experienced minor eruptions, but the 18.15 event was the culmination — a huge explosive outburst of the central volcanic vent with subsequent caldera collapse. Over 70,000 people in the vicinity were killed from lava flows, tsunamis, and pumice and ash falls. But more significantly, the eruption — now acknowledged as the largest in recorded history —ejected huge amounts of dust into the stratosphere. This atmospheric layer is the highest and most static, and least affected by rainfall, which means that it takes relatively long periods for volcanic dust to be washed out. If these dust particles are of fine composition, they are quickly blown around the globe, to remain there for years.

On a somewhat benign note, this air-borne ash resulted in beautiful pastel-coloured sunsets and extended twilights in Northern Europe. However, on a (quite literally) darker note, it set into motion a ‘volcanic winter’ due to the filtering of the sun’s rays, and the increased reflectivity of the atmosphere, where heat and sunlight are bounced back into space. But what is intriguing in this case is that even without the Tambora explosion, the period 1790 to 1830 was already one of the coldest on record. This period has officially become known as the ‘Dalton Minimum’, after John Dalton, a London-based meteorologist who noted that the sun at that time did not seem as active in its production of sunspots and solar flares. Whether there is a correlation between this and the average amount of solar radiation emitted is still unclear. If this does exist, the effect would be small—a fraction of a percent less, but, arguably, significant to our small planet orbiting so far away.

Adding further complexity to the issue, there had been other significant volcanic eruptions in the years prior to Tambora — in the Caribbean, Japan, and the Philippines — in which massive dust clouds were the characterising feature. Looking at the Philippino example, 1814 saw the most destructive eruption of Mt Mayon ever. Killing thousands, burying whole towns and villages, the volcano spewed out millions of tons of ash and rock into the high atmosphere. When we put all these factors together, the sequence is thus clearer. With the world already suffering from lower temperatures due to natural variations in the sun’s surface action, a series of severe volcanic eruptions occurred. As a result, the accumulation of ash in the stratosphere rose to a historic high, to which the mammoth Tambora explosion substantially added, sending a savage cold spike throughout the already cooler globe.

The consequences were dire. With the dramatic temperature swings, falling to near-freezing within hours, and with the sudden summer frosts and sustained drenching rainfall, all across the Northern Hemisphere, staple crops such as maize and wheat failed to mature, and much livestock were killed. With agricultural production already low due to the cooler preceding years, and with the rudimentary road systems of those times rendering the importation and distribution of emergency food supplies limited, this final blow was devastating. It resulted in widespread malnutrition, starvation, and outbreaks of diseases such as typhus and cholera. It created streams of starving refugees, large shifts of population, riots, looting of food warehouses, and other breakdowns of civic order. 100,000 people were thought to have died in Ireland alone, with many times that figure on the European continent. There was such mortality that the famine is now considered the worst of that century.

The question then is whether it could happen again. And the answer is, since it has happened many times before in geological history, a definite yes. The most extreme case occurred about 70,000 years ago, when the world’s largest known eruption took place at Lake Toba (relatively close to Tambora). This is thought to have plunged the planet into a decade-long volcanic winter, and triggered the onset of the last ice age, a deep freeze of the planet which lasted many tens of thousands of years, all of which, some speculate, just about wiped out the human race. We can rest in the assurance, however, that such events are extremely few and far between. You will certainly be able to enjoy your summer holidays, for a long time to come.

Năm không có mùa hè

1816 quả thực là một năm kỳ lạ. Ở Mỹ, vào giữa mùa hè, một “lớp sương khô” bao phủ lên mặt đất một lớp dày đến mức làm tuyết rơi, và nhiều vùng của đất nước bị bao trùm bởi một trận lạnh giá kéo dài và dữ dội. Tình hình không khả quan hơn ở Anh và Châu Âu, nơi nhiệt độ mát và thời tiết ẩm ướt kéo dài trong nhiều tháng. Mary Shelley, tác giả của Frankenstein, trong khi đi nghỉ ở Thụy Sĩ, đã phàn nàn về “mưa liên tục”, có lẽ chính cảm giác này đã cho cô tâm trạng viết tác phẩm nổi tiếng nhất của mình. Nhưng còn có những tác động đáng kể hơn nhiều từ cái được gọi là “năm không có mùa hè”.

Nhưng mùa hè đã đi đâu? Ngạc nhiên thay thủ phạm chính là một ngọn núi lửa ở phía bên kia hành tinh: Núi Tamhora. Ở Indonesia, nơi mà vụ phun trào núi lửa vào năm trước đó có cường độ khổng lồ đến mức làm thay đổi khí hậu toàn cầu. Trong những năm dẫn đến hiện tượng này, ngọn núi đã trải qua những đợt phun trào nhỏ, nhưng sự kiện năm 1815 mới là đỉnh điểm – một vụ nổ lớn bùng phát từ miệng núi lửa trung tâm dẫn đến miệng núi sụp đổ sau đó. Hơn 70.000 người ở khu vực lân cận đã thiệt mạng do dòng dung nham, sóng thần, đá bọt và tro rơi. Nhưng nghiêm trọng hơn, vụ phun trào hiện được thừa nhận là lớn nhất trong lịch sử được ghi lại này đã đẩy một lượng bụi khổng lồ vào tầng bình lưu. Lớp khí quyển này là lớp cao nhất và tĩnh nhất, và ít bị ảnh hưởng bởi mưa nhất, đồng nghĩa với việc phải mất một thời gian tương đối dài thì bụi núi lửa mới được trôi sạch. Nếu những hạt bụi này có thành phần mịn, chúng sẽ nhanh chóng bị thổi bay khắp thế giới và duy trì trong nhiều năm.

Theo một ghi nhận lạc quan, lớp tro bụi sinh ra từ không khí này đã tạo ra những cảnh hoàng hôn màu phấn tuyệt đẹp và những buổi chạng vạng kéo dài ở Bắc Âu. Tuy nhiên, theo một ghi chú tối tăm hơn (theo nghĩa đen), nó bắt đầu chuyển thành một “mùa đông núi lửa” do sự lọc tia mặt trời và khả năng khúc xạ của bầu khí quyển tăng lên, làm cho nhiệt độ và ánh sáng mặt trời bị phản trở lại không gian. Nhưng điều thú vị ở đây là ngay cả khi không có vụ nổ Tambora, giai đoạn 1790-1830 đã là một trong những thời kỳ lạnh giá nhất được ghi nhận. Khoảng thời gian này chính thức được gọi là “Dalton Minimum”, theo tên của John Dalton, một nhà khí tượng học làm việc tại London – người đã ghi nhận rằng mặt trời vào thời điểm đó dường như đã không tích cực vận động tạo ra các vết đen và các tia lóa mặt trời. Câu hỏi liệu có mối tương quan nào giữa điều này và lượng bức xạ mặt trời trung bình phát ra hay không vẫn chưa được trả lời. Nếu điều này tồn tại, ảnh hưởng gây ra sẽ chỉ ở mức nhỏ – ít hơn một phần trăm, nhưng có thể nói là rất nghiêm trọng đối với hành tinh nhỏ của chúng ta, vốn đang quay quanh quỹ đạo rất xa.

Phức tạp hơn, đã có những vụ phun trào núi lửa nghiêm trọng khác trong những năm trước vụ Tambora – ở Caribe, Nhật Bản và Philippines – nổi bật với những đám mây bụi lớn. Ví dụ ở Philippines, năm 1814 xảy ra vụ phun trào hủy diệt nhất từ trước đến nay của núi Mayon. Giết chết hàng nghìn người, chôn vùi toàn bộ thị trấn và làng mạc, ngọn núi lửa này phun ra hàng triệu tấn tro và đá lên bầu khí quyển cao. Khi chúng ta đặt tất cả các yếu tố này lại với nhau, trình tự sẽ rõ ràng hơn. Với việc thế giới vốn đã phải chịu nhiệt độ thấp hơn do các biến đổi tự nhiên trong hoạt động bề mặt của mặt trời, một loạt các vụ phun trào núi lửa nghiêm trọng đã xảy ra. Kết quả là, sự tích tụ tro bụi trong tầng bình lưu đã tăng cao lịch sử, góp phần bởi vụ nổ khổng lồ của Tambora, gây ra một đợt rét khủng khiếp khắp địa cầu, vốn đã trở nên lạnh hơn từ trước.

Hậu quả thật thảm khốc. Với sự thay đổi nhiệt độ nghiêm trọng, giảm xuống mức gần như đóng băng trong vòng vài giờ, và với những đợt băng giá mùa hè đột ngột và lượng mưa rả rích liên tục, trên khắp Bắc bán cầu, các loại cây trồng chủ lực như ngô và lúa mì không thể lớn lên và nhiều gia súc bị giết chết. Với sản lượng nông nghiệp vốn đã thấp do những năm lạnh trước đó, và với hệ thống đường sá thô sơ thời đó đã dẫn đến việc nhập khẩu và phân phối nguồn cung cấp lương thực khẩn cấp bị hạn chế, trận cuối cùng này thật tàn khốc. Nó dẫn đến tình trạng suy dinh dưỡng, nạn đói trên diện rộng và bùng phát các bệnh như sốt phát ban và dịch tả. Nó dẫn đến những dòng người tị nạn đói khát, sự thay đổi dân số lớn, bạo loạn, cướp bóc kho lương thực và phá vỡ những trật tự xã hội khác. 100.000 người được cho là đã chết chỉ riêng ở Ireland, con số này gấp nhiều lần ở lục địa châu Âu. Tỷ lệ tử vong nhiều đến nỗi nạn đói này được coi là tồi tệ nhất trong thế kỷ đó.

Câu hỏi đặt ra là liệu nó có thể xảy ra một lần nữa hay không. Và vì điều này đã xảy ra nhiều lần trước đây trong lịch sử địa chất, nên câu trả lời chắc chắn là có. Sư kiện nghiêm trọng nhất xảy ra vào khoảng 70.000 năm trước, khi vụ phun trào lớn nhất thế giới được biết đến xảy ra tại Hồ Toba (tương đối gần Tambora). Vụ này được cho là đã đẩy hành tinh vào một mùa đông núi lửa kéo dài hàng thập kỷ, và kích hoạt  khởi đầu kỷ băng hà cuối cùng – quá trình hành tinh bị đóng băng sâu kéo dài hàng chục nghìn năm,  một số người suy đoán tất cả những điều này đã gần như xóa sổ loài người. Tuy nhiên, chúng ta có thể yên tâm với sự đảm bảo rằng những sự kiện như vậy là rất ít và rất xa. Bạn chắc chắn sẽ có thể tận hưởng kỳ nghỉ hè của mình trong một thời gian dài sắp tới.