Frontiers in Earth Science

Tại khu vực trung latitudes của Eurasia, các chuỗi loess-paleosol (LPS) cung cấp các hồ sơ trầm tích phổ biến nhất về sự phát triển của môi trường khí hậu trong thời kỳ Đệ Tứ. Tại lưu vực Trung Danube (MDB), các tài liệu này bao gồm ít nhất một triệu năm lịch sử khí hậu, và đôi khi chứa các phát hiện khảo cổ. Chuỗi Zemun LPS được nghiên cứu nằm ở bờ phải của sông Danube tại miền Bắc Serbia. Địa điểm này được công nhận là khu vực bảo vệ, dựa trên các hiện vật thời đồ đá cũ được tìm thấy trên bờ sông và xuất phát từ các mức độ phân lớp chưa rõ nguồn gốc của các vách đá loess dọc theo sông Danube. Nghiên cứu hiện tại nhằm cung cấp bối cảnh phân lớp, môi trường khí hậu cổ và thời gian cho Zemun LPS thông qua các phương pháp từ tính môi trường và phân tích màu. Các cuộc điều tra của chúng tôi đã dẫn đến một sơ đồ tuổi chứ chấp thuận cho phép so sánh trực tiếp với các hồ sơ tham chiếu khác đã được thành lập tốt trong MDB và các nơi khác. Hai lớp tephra tiềm năng được tạm thời phân loại là tephra L2 và Bag, vốn phổ biến cả trong MDB và xa hơn, đã được khảo sát về các thuộc tính từ tính phế liệu của chúng. Mô hình tuổi tích hợp nhận được cho thấy Zemun LPS ghi lại lịch sử chi tiết của việc tích lũy liên tục bụi khoáng từ giai đoạn Isotope Oxy Biển (MIS) 11–5a (c. 430–60 ka). Kết quả của phương pháp tích hợp của chúng tôi cho thấy sự khô hạn liên tục diễn ra trong bốn chu kỳ giữa kỷ băng hà/kỷ băng và chúng tôi thảo luận về những thay đổi tiềm năng trong mùa theo thời gian.

Hiện tượng lũ kết hợp gia tăng do mưa lớn đồng thời và sóng thần đang nhận được sự chú ý ngày càng tăng do mối đe dọa tiềm tàng đối với các khu vực ven biển. Phân tích những thay đổi trong các đặc điểm của các sự kiện lũ kết hợp trong quá khứ là rất quan trọng để hiểu những rủi ro lũ lụt đang thay đổi liên quan đến sự kết hợp của nhiều yếu tố/nguy hiểm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xem xét sự tiến triển của số ngày lũ kết hợp (được định nghĩa là các ngày có mưa cực đoan và sóng thần cực đoan đồng thời vượt quá mức 90% của định mức) dựa trên dữ liệu quan sát về mưa và sóng thần trên toàn cầu. Kết quả cho thấy số ngày lũ kết hợp hàng năm đã tăng đáng kể từ 1 đến 4 ngày mỗi thập kỷ (α = 0.1) ở bờ Đông của Mỹ và Bắc Âu, trong khi số ngày lũ kết hợp hàng năm giảm đáng kể ở Nam Âu và Nhật Bản. Xu hướng gia tăng về mưa trong điều kiện sóng thần cực đoan và sóng thần dưới mưa cực đoan đã được tìm thấy rộng rãi trên toàn thế giới trừ Nhật Bản, cho thấy rằng có mưa lớn hơn khi xảy ra sóng thần cực đoan, và sóng thần cao hơn xảy ra khi có mưa cực đoan. So với nhau, tỷ lệ đóng góp toàn cầu của sóng thần (tức là 65%) trong việc thay đổi số ngày lũ kết hợp cao hơn so với mưa (tức là 35%), cho thấy rằng sóng thần có khả năng chi phối những thay đổi trong số ngày lũ kết hợp. Nghiên cứu này trình bày các đặc điểm không gian và thời gian của các sự kiện lũ kết hợp trên quy mô toàn cầu, điều này giúp hiểu rõ hơn về lũ kết hợp và cung cấp tài liệu tham khảo khoa học cho quản lý rủi ro lũ lụt, đồng thời là nền tảng không thể thiếu cho các nghiên cứu tiếp theo.

Carbon dioxide (CO₂) được phát thải từ nội tâm của Trái Đất vào bầu khí quyển thông qua cả nguồn núi lửa và phi núi lửa trong nhiều bối cảnh kiến tạo khác nhau. Việc hiểu biết định lượng về lưu lượng thoát khí CO₂ ở các bối cảnh địa chất khác nhau là rất quan trọng để giải mã mối liên hệ giữa ngân sách carbon toàn cầu và các quá trình tự nhiên khác nhau (ví dụ, sự phun trào núi lửa và sự hình thành động đất) cũng như tác động của chúng đến sự phát triển khí hậu qua các thời đại địa chất. Gần đây, người ta đã đề xuất rằng sự thoát khí CO₂ từ những khu vực phi núi lửa là một thành phần chính trong ngân sách phát thải CO₂ tự nhiên, nhưng dữ liệu hiện có vẫn còn thưa thớt và chưa đầy đủ. Tại đây, chúng tôi báo cáo kết quả của một cuộc khảo sát địa hóa nhằm định lượng lượng phát thải CO₂ qua các suối nước nóng và lạnh ở khối Pollino và vòng cung Calabria (Nam Ý), nơi có hoạt động kiến tạo. Thành phần hóa học và đồng vị (He và C) của năm mươi lăm mẫu khí hòa tan cho phép xác định hai miền khác nhau: 1) một hệ thống nông có sự chiếm ưu thế của các thành phần khí có đặc trưng khí quyển (helium, sau đây là He) và nguồn gốc sinh học (C), và 2) một hệ thống sâu hơn là nơi mà các chất lỏng trong vỏ/trong sâu (CO₂ và He) chiếm ưu thế. Tỷ lệ đồng vị He đo được dao động từ 0.03 đến 1.1 Ra (trong đó Ra là tỷ lệ đồng vị He trong khí quyển) cho thấy sự ô nhiễm khí quyển thay đổi. Hơn nữa, dữ liệu đồng vị He chỉ ra sự hiện diện của dấu vết đóng góp của He từ manti (2%–3%) trong nước ngầm nhiệt. Các giá trị R/Ra thấp chiếm ưu thế phản ánh sự bổ sung He đồng vị phóng xạ ⁴He trong quá trình tuần hoàn nước ngầm. Sử dụng dữ liệu đồng vị helium và carbon, chúng tôi khám phá các nguồn có thể của chất lỏng và các quá trình thứ cấp (hoà tan/ kết tủa) tác động đến việc thay đổi hóa học của các chất dễ bay hơi tinh khiết. Đối với các suối nước nóng, chúng tôi ước tính sản lượng C sâu là 2.3 x 10⁷ đến 6.1 x 10⁸ mol năm⁻¹. Những giá trị này tương ứng với các lưu lượng CO₂ sâu theo km vuông tương đương với những giá trị được ước tính trong một số khu vực núi lửa đang hoạt động và không hoạt động, cũng như trong các vùng lục địa bị ảnh hưởng bởi sự thoát khí CO₂ biến chất (ví dụ, rìa phía nam của Cao nguyên Tây Tạng).