Núi lửa Tambora 1815 và năm không có mùa hè 1816 ở Bắc bán cầu

Núi lửa Tambora trên đảo Sumbawa (Indonesia) phun trào dữ dội vào tháng 4 năm 1815, vụ phun trào lớn nhất trong lịch sử được ghi chép. Lượng lớn khí lưu huỳnh bắn lên tầng bình lưu tạo thành màn sol khí sulfate phủ quanh Trái Đất, che bớt ánh nắng. Năm sau, 1816, nhiều vùng ở Bắc bán cầu có mùa hè lạnh bất thường, tuyết rơi tháng 6 ở New England (Mỹ), mất mùa ở châu Âu và Trung Quốc. Năm đó đi vào lịch sử với tên "năm không có mùa hè".

Vụ phun trào tháng 4 năm 1815

Tambora đã có dấu hiệu hoạt động từ năm 1812. Ngày 5/4/1815 núi bắt đầu phun mạnh, tiếng nổ nghe được ở xa hàng trăm km; theo các ghi chép của quan chức thuộc địa Anh trên đảo Java, có nơi tưởng là tiếng pháo. Đỉnh điểm là ngày 10–11/4/1815, với các cột tro cao hàng chục km và dòng chảy hoả thành (hỗn hợp khí nóng, tro, đá) tràn xuống biển, xoá sổ các làng ven núi.

Vụ phun trào được xếp hạng 7 trên thang chỉ số bùng nổ núi lửa (VEI), thang cao nhất là 8. Ngọn núi từ độ cao ước tính khoảng 4.300 m chỉ còn khoảng 2.850 m, để lại một miệng hõm (caldera) rộng khoảng 6 km, sâu hàng trăm mét.

Số người chết vì trực tiếp phun trào ước khoảng 10.000. Nhưng con số lớn hơn nhiều đến từ hậu quả: tro phủ ruộng vườn, nguồn nước nhiễm bẩn, nạn đói và dịch bệnh trên Sumbawa và đảo Lombok lân cận. Các ước tính tổng số người chết trong vùng dao động lớn, thường được nêu từ vài chục nghìn đến khoảng 70.000–90.000 người. Đó là ước tính, không có thống kê chính xác.

Từ núi lửa đến khí quyển toàn cầu

Thứ làm khí hậu thay đổi không phải tro bụi, vì tro nặng và rơi xuống trong vài ngày đến vài tuần. Thủ phạm là lưu huỳnh đioxit (SO₂). Vụ phun trào bắn lượng lớn SO₂ lên tầng bình lưu, ước tính cỡ vài chục triệu tấn. Ở đó SO₂ phản ứng với hơi nước tạo thành các giọt axit sulfuric li ti, tức sol khí sulfate.

Trong tầng bình lưu không có mưa để rửa trôi, nên màn sol khí này lan ra khắp hành tinh trong vài tháng và tồn tại một đến hai năm. Nó phản xạ một phần ánh nắng ra ngoài vũ trụ, làm mặt đất nhận ít năng lượng hơn. Các nhà khoa học ước tính nhiệt độ trung bình Bắc bán cầu năm 1816 giảm khoảng 0,4–0,7 °C so với bình thường, với một số vùng giảm mạnh hơn nhiều vào mùa hè.

Ngày nay, dấu vết của Tambora vẫn còn trong lõi băng ở Greenland và Nam Cực, dưới dạng một lớp sulfate đậm đặc. Những lớp như vậy giúp các nhà khoa học lần lại lịch sử phun trào núi lửa hàng nghìn năm.

Năm 1816 ở châu Âu và Bắc Mỹ

• New England (Mỹ): tuyết rơi vào tháng 6, sương giá giết chết mùa màng vào tháng 7 và tháng 8. Năm này còn có biệt danh "eighteen hundred and froze to death" (một nghìn tám trăm chết cóng).
• Tây Âu: mùa hè mưa dầm, lạnh, lúa mì và khoai tây thất thu. Giá ngũ cốc tăng vọt, bạo loạn vì bánh mì xảy ra ở nhiều nơi. Thụy Sĩ và các bang miền nam nước Đức bị đói nặng.
• Ireland: mưa kéo dài, mất mùa, dịch sốt phát ban lan rộng trong các năm 1816–1819.
• Di cư: nhiều gia đình nông dân rời New England về phía tây nước Mỹ; nhiều người Đức và Thụy Sĩ vượt biển sang châu Mỹ.

Đã có giả thuyết cho rằng việc thiếu yến mạch nuôi ngựa sau năm 1816 thúc đẩy Karl Drais ở Mannheim phát minh chiếc "xe chạy" (draisine) năm 1817, tổ tiên của xe đạp. Đây là một giả thuyết thú vị được nhắc nhiều, nhưng chưa có bằng chứng chắc chắn về quan hệ nhân quả.

Năm 1816 ở châu Á

Ở Trung Quốc, tỉnh Vân Nam trải qua những năm mất mùa nghiêm trọng 1816–1818 do thời tiết lạnh bất thường, kéo theo nạn đói lớn. Một số nghiên cứu cũng ghi nhận gió mùa ở Ấn Độ bị rối loạn, liên quan với các đợt dịch tả bùng phát ở vùng vịnh Bengal năm 1817, nhưng mức độ liên quan đến Tambora vẫn còn được thảo luận. Với Việt Nam thời Gia Long, chưa thấy nguồn nghiên cứu nào liên hệ rõ ràng các ghi chép thời tiết đương thời với vụ phun trào; vì vậy không nên suy đoán.

Tambora trong văn học và hội hoạ

Mùa hè năm 1816, một nhóm nhà văn trẻ người Anh nghỉ tại biệt thự Diodati bên hồ Geneva (Thụy Sĩ): Lord Byron, Percy Bysshe Shelley, Mary Godwin (sau này là Mary Shelley) và bác sĩ John Polidori. Mưa bão liên miên giữ họ trong nhà, và Byron đề nghị mỗi người viết một truyện ma. Từ cuộc thi đó ra đời bản thảo đầu tiên của Frankenstein (xuất bản 1818) của Mary Shelley và truyện The Vampyre (1819) của Polidori. Byron cũng viết bài thơ "Darkness" (Bóng tối) năm 1816, tả một thế giới mất ánh Mặt Trời.

Các nhà nghiên cứu cũng để ý những bầu trời hoàng hôn rực đỏ, vàng cam trong tranh của một số hoạ sĩ châu Âu những năm sau 1815, như J. M. W. Turner. Một nghiên cứu năm 2007 phân tích màu tranh hoàng hôn qua nhiều thế kỷ cho thấy tỷ lệ đỏ – xanh tăng lên sau các vụ phun trào lớn. Đây là một cách đọc thú vị, nhưng tranh vẽ không phải dụng cụ đo, nên chỉ là bằng chứng phụ.

Mất hơn một thế kỷ mới nối được hai sự kiện

Người đương thời không biết rằng mùa hè lạnh ở châu Âu có liên quan đến một ngọn núi ở Indonesia. Tin tức về Tambora đến châu Âu chậm và ít được chú ý. Mãi đến đầu thế kỷ 20, nhà khí tượng Mỹ William Humphreys mới đề xuất mối liên hệ giữa bụi núi lửa và các năm lạnh, trong đó có 1816. Từ cuối thế kỷ 20, nhờ lõi băng, số liệu nhiệt độ tái dựng qua vòng gỗ cây, và kinh nghiệm đo đạc sau vụ Pinatubo 1991, mối liên hệ mới được xác lập chắc chắn.

Góc nhìn hôm nay

Bài học khoa học của Tambora là khí quyển nối mọi vùng trên Trái Đất: khí bắn lên từ một hòn đảo nhiệt đới có thể làm hỏng mùa màng ở bên kia địa cầu. Nó cũng cho thấy tầng bình lưu khác tầng đối lưu thế nào: thứ gì lên được tới đó sẽ ở lại lâu và lan rộng.

Ngày nay Tambora là một vườn quốc gia, có tuyến leo núi lên miệng hõm. Người muốn đọc thêm có thể tìm cuốn Tambora: The Eruption That Changed the World (2014) của Gillen D'Arcy Wood, kể chi tiết hậu quả toàn cầu của năm 1816. Chương trình Núi lửa Toàn cầu (Global Volcanism Program) của Viện Smithsonian có hồ sơ khoa học về Tambora và các núi lửa khác.