Vào những năm 1960, trong khi đang nghiên cứu lịch sử núi lửa tại công viên quốc gia Yellowstone, Bob Christiansen của Viện nghiên cứu địa chất Hoa Kỳ đã phải sửng sốt trước một điều kỳ quặc chưa từng xảy ra trước đó: ông không thể tìm được núi lửa của công viên này. Trước đó rất lâu người ta đã xác dịnh rằng nguồn gốc Yellowstone là một núi lửa – đây là nguyên nhân tạo ra các mạch nước phun và hơi nước liên tục bốc lên tại đây. Nhưng Christiansen không thể tìm thấy núi lửa nào tại đây cả. Đặc biệt, thứ ông tìm được lại là một kết cấu được gọi là canđêra (hõm chảo).
Hầu hết chúng ta, khi nghĩ về núi lửa, đều cho rằng núi lửa là một ngọn núi hình nón chẳng hạn như núi Fuji hoặc Kilimanjaro, được tạo ra bởi quá trình phun trào nham thạch tạo thành một ngọn núi cân đối. Việc này hình thành rất nhanh. Năm 1943, tại Parícutin thuộc Mexico, một nông dân hoảng hốt khi trông thấy khói bốc lên từ một phần nông trại của mình. Chỉ một tuần lễ sau tại đó xuất hiện một ngọn núi cao năm trăm foot. Hai năm sau độ cao của nó đạt một nghìn bốn trăm foot với đường kính hơn nửa dặm. Tổng cộng có mười nghìn ngọn núi lửa có thể dễ dàng trông thấy như thế này trên trái đất (trong đó có vài trăm đã tắt). Nhưng còn có một loại núi lửa thứ hai không hề có hình nón như chúng ta thường nghĩ. Đó là loại được gọi là canđêra, hõm chảo. Rõ ràng Yellowstone là loại thứ hai này, nhưng Christiansen vẫn chưa tìm được miệng của nó.
Cũng trong khoảng thời gian này, NASA quyết định kiểm tra các loại máy chụp được đặt ở vị trí rất cao so với mực nước biển bằng cách chụp các bức ảnh về công viên Yellowstone, sau đó các bức ảnh này được gửi đến cho những người lãnh đạo công viên này với suy nghĩ rằng họ sẽ có một trung tâm thu hút khách du lịch bậc nhất trên thế giới. Ngay khi Christiansen xem các bức ảnh này, ông hiểu được tại sao mình lại không tìm được miệng núi lửa: gần như toàn bộ công viên – 2,2 triệu hécta – chính là miệng núi lửa. Vụ nổ núi lửa trước đó đã để lại một chiếc hố có đường kính hơn bốn mươi dặm – quá lớn nên không thể trông thấy từ vị trí thấp. Tại thời điểm nào đó trong quá khứ, ắt hẳn Yellowstone đã bùng nổ dữ dội vượt ngoài tầm hiểu biết của con người.
Hóa ra là Yellowstone là một siêu núi lửa. Nó tọa lạc trên một điểm nóng khổng lồ, nó là nguồn đá chảy xuất nguồn từ ít nhất 125 dặm dưới mặt đất. Nhiệt từ nguồn đá chảy này tạo ra tất cả các suối nước nóng cũng như lớp bùn nhão nóng ở đây. Bên dưới bề mặt tại khu vực này là một lớp dung nham trải rộng bốn mươi lăm dặm – gần bằng chiều rộng của công viên này – và dày tám dặm tại điểm dày nhất. Bạn hãy hình dung một đống thuốc nổ TNT với kích cỡ đảo Rhode và chiều cao tám dặm. Nếu nó phát nổ, một cơn tai biến cực lớn ngoài sức tưởng tượng sẽ xảy ra. Theo Giáo sư Bill McGuire của Đại học London, khi nó bùng nổ thì những người sống cách xa nó một trăm dặm không thể trốn chạy được. Những hậu quả tiếp theo có thể còn thê thảm hơn.
Không ai có thể chắc chắn về Yellowstone, nhưng có hai điều chắc chắn về nó: lớp vỏ trái đất tại Yellowstone rất mỏng và thế giới bên dưới đó rất nóng. Nhưng liệu lớp vỏ trái đất tại đây mỏng là do nhiệt độ tại đây nóng bỏng hay là do lớp vỏ trái đất tại đây mỏng, đây là vấn đề vẫn đang được tranh luận.
Kể từ lần phun trào đầu tiên của nó cách đây 16,5 triệu năm, nó đã phát nổ hàng trăm lần. Vụ nổ gần đây nhất của nó có cường độ lớn gấp một nghìn lần so với cường độ của vụ nổ tại đỉnh St. Helens; vụ nổ trước đó mạnh gấp 280 lần, và vụ nổ trước đó nữa mạnh đến mức không ai có thể ước đoán được cường độ của nó. Người ta cho rằng ít nhất nó cũng mạnh gấp hai mươi lăm nghìn lần so với vụ nổ tại đỉnh St. Helens.
Chúng ta hoàn toàn chẳng có gì có thể đem so được với nó. Vụ nổ lớn nhất trong thời hiện đại là vụ nổ diễn ra tại Krakatau ở Indonesia vào tháng Tám 1883, vụ nổ này tạo ra tiếng rền trên toàn thế giới kéo dài suốt chín ngày và khiến nước biển Manche phải tràn bờ. Nhưng nếu bạn hình dung cường độ của vụ nổ này bằng quả bóng chơi gôn thì vụ nổ lớn nhất của Yellowstone sẽ có kích cỡ to bằng một quả cầu mà bạn có thể nấp phía sau được. Với tỷ lệ này, vụ nổ tại đỉnh St. Helens chỉ bằng hạt đậu.
Vụ nổ Yellowstone cách đây hai triệu năm đã tạo ra một lượng tro bụi đủ để chôn vùi bang New York dưới độ sâu sáu mươi bảy foot hoặc bang California dưới độ sâu hai mươi foot. Đây chính là lớp tro bụi tạo ra tầng hóa thạch của Mike Voorhies tại Đông Nebraska. Vụ nổ đó đã xảy ra tại khu vực hiện nay có tên là Idaho, nhưng suốt nhiều triệu năm qua, với tốc độ dịch chuyển một inch/năm, vị trí địa lý trên lớp vỏ trái đất đã thay đổi, thế nên ngày nay nó thuộc vùng Tây Bắc của Wyoming. (Điểm nóng của nó vẫn ở nguyên chỗ cũ, giống như một ngọn đuốc hướng thẳng lên trần nhà). Nó để lại các đồng bằng thích hợp cho việc trồng khoai tây giống như tại Idaho.
Lượng tro bụi rơi xuống từ vụ nổ gần đây nhất của Yellowstone đã bao phủ toàn bộ hoặc phần lớn mười sáu bang phía Tây (kể cả một phần Canada và Mexico) – gần như toàn bộ khu vực phía Tây của Hoa Kỳ. Đây được xem là giỏ bánh mì của Hoa Kỳ, một nửa sản lượng ngũ cốc trên thế giới được tạo ra từ khu vực này. Và chúng ta cần nhớ rằng, lượng tro bụi này không phải là cơn mưa tuyết tan chảy vào mùa xuân. Hàng nghìn công nhân đã trải qua tám tháng để dọn dẹp 1,8 triệu tấn gạch vữa đổ nát từ mười sáu hécta của Trung tâm Thương mại Thế giới tại New York. Bạn hãy hình dung xem phải mất bao lâu người ta mới dọn dẹp xong Kansas.
Đó là chưa nói đến những biến đổi về khí hậu. Sự phun trào siêu núi lửa đáng ghi nhận gần đây nhất là tại Toba, miền Bắc Sumatra, cách đây bảy mươi bốn nghìn năm. Chúng ta chỉ có thể nói rằng đó là sự phun trào núi lửa cực lớn. Lõi băng tuyết tại đảo băng cho thấy rằng vụ nổ Toba khiến cả thế giới trải qua “mùa đông núi lửa” suốt sáu năm và không ai biết được mùa màng khi ấy bị tác hại nghiêm trọng đến mức nào. Người ta cho rằng sự kiện này đã đưa con người đến bờ vực của sự tuyệt chủng, khiến dân số thế giới chỉ còn vài nghìn người. Điều đó có nghĩa là toàn bộ chủng người hiện đại đều được sinh ra từ một lượng dân số rất nhỏ, điều này giúp chúng ta giải thích được sự thiếu đa dạng về gen di truyền. Có một vài bằng chứng cho thấy suốt hai mươi nghìn năm sau đó dân số thế giới cũng chỉ dừng lại ở con số vài nghìn người. Dĩ nhiên, sở dĩ như thế là do loài người phải trải qua một khoảng thời gian dài để hồi phục sau vụ nổ núi lửa này.
Năm 1973, một sự kiện kỳ quặc xảy ra: nước ở hồ Yellowstone, tại trung tâm của công viên Yellowstone, bắt đầu tràn bờ phía Nam, trong khi bờ phía Bắc lại cạn khô nước. Các nhà địa chất học vội vã tìm hiểu và khám phá rằng phần lớn diện tích công viên đã phình ra đến mức đáng ngại. Năm 1984, toàn khu vực trung tâm của công viên này – nhiều chục dặm vuông – có độ cao so với mực nước biển cao hơn ba foot so với độ cao của nó vào năm 1924. Sau đó, năm 1985, toàn khu vực trung tâm của công viên này lún xuống tám inch. Dường như hiện nay nó lại đang tiếp tục phình to.
Các nhà địa chất học nhận thấy rằng chỉ có một yếu tố có thể gây ra việc này – macma dưới lòng đất. Yellowstone không còn là nơi xuất hiện của một siêu núi lửa cổ; thay vì thế hiện nay nó là nơi xuất hiện một núi lửa đang hoạt động. Cũng trong khoảng thời gian này họ xác định được chu kỳ phun trào bình quân của núi lửa Yellowstone là sau mỗi 600.000 năm. Lần phun trào gần đây nhất của nó là cách đây 630.000 năm. Có lẽ Yellowstone sắp sửa phun trào.
Có thể bạn không thích, nhưng hiện tại bạn đang đứng trên ngọn núi lửa đang hoạt động lớn nhất thế giới”, Paul Doss, nhà địa chất học của công viên quốc gia Yellowstone, nói sau khi rời khỏi chiếc Harley–Davidson to kềnh càng và bắt tay tôi khi chúng tôi gặp nhau tại văn phòng quản lý công viên quốc gia Yellowstone vào một buổi sáng tháng Sáu. Doss là người địa phương tại Indiana, ông là người hòa nhã, mềm mỏng, và rất sâu sắc. Ông có bộ râu xám và mái tóc cột kiểu đuôi ngựa. Trông ông giống như một nhạc công hơn là một nhân viên của chính phủ. Thực ra, ông là nhạc công chơi kèn acmônica. Nhưng ông chắc rằng ông biết và yêu địa chất học. “Và tôi có được nơi làm việc tốt nhất thế giới”, ông nói. Ông đồng ý cho tôi theo chân ông suốt một ngày để chứng kiến những gì một nhà địa chất học thường thực hiện. Nhiệm vụ đầu tiên của ngày hôm nay là tổ chức cuộc trao đổi giới thiệu với một nhóm du khách mới.
Yellowstone là nơi có vẻ đẹp phi thường, với các ngọn núi oai vệ, các dòng thác đổ, thế giới quanh đây hoàn toàn hoang dại với cái hồ tự nhiên phản chiếu bầu trời trong xanh. “Nếu bạn là một nhà địa chất học thì chẳng nơi nào có thể tốt hơn nơi này”, Doss nói. “Bạn có những viên đá tại Beartooth Gap có độ tuổi gần ba tỷ năm –ba phần tư độ tuổi của trái đất – và bạn có các suối khoáng chất” – ông chỉ tay về phía các suối nước nóng chứa lưu huỳnh – “Tôi chưa bao giờ trông thấy nơi nào thuận tiện cho việc nghiên cứu địa chất tốt hơn nơi này”.
“Có nghĩa là ông thích nó?”, tôi nói.
“Không, tôi yêu nó”, ông đáp lời với vẻ thành thực. “Mùa Đông ở đây rất khắc nghiệt và lương bổng không nhiều, nhưng khi tôi yêu nó thì tôi mãi mãi yêu nó”.
Tôi hỏi ông nguyên nhân khiến Yellowstone phát nổ.
“Không biết. Không ai biết cả. Núi lửa là thứ rất kỳ lạ. Chúng ta thực sự không thể hiểu được chúng. Núi Vesuvius tại Italy là một núi lửa hoạt động suốt ba trăm năm mãi đến khi nó phun trào vào năm 1944 và từ đó trở đi nó ngủ yên. Một số nhà nghiên cứu núi lửa cho rằng nó đang nghỉ ngơi để phục hồi lại sức khỏe, chuẩn bị cho một vụ nổ lớn hơn, điều này khiến chúng ta lo ngại vì có đến hai triệu người sống quanh khu vực đó. Không ai biết trước điều gì sẽ xảy ra”.
“Nếu Yellowstone sắp sửa bùng nổ thì ông có thể nhận được lời cảnh báo nào không?”.
Ông nhún vai. “Không ai có mặt trong vụ nổ gần đây nhất của nó, thế nên không ai có thể nhận ra được đâu là dấu hiệu cảnh báo của nó”.
“Thế thì nó có thể bùng nổ bất cứ lúc nào sao?”.
Ông gật đầu với vẻ trầm ngâm. “Vấn đề ở đây là”, ông giải thích, “gần như mọi dấu hiệu cảnh cáo đã xuất hiện tại đây. Động đất thường là dấu hiệu báo trước của sự phun trào núi lửa, nhưng công viên này đã xảy ra rất nhiều vụ động đất – 1.260 trận động đất trong năm qua. Hầu hết các trận động đất này đều quá nhỏ nên chúng ta không thể cảm nhận được, tuy nhiên đó chỉ là những cơn động đất mà chưa hề thấy núi lửa phun trào”.
Sự thay đổi nơi các mạch nước phun cũng là manh mối để nhận biết, ông nói, nhưng điều này khá mơ hồ. Trước kia mạch nước phun nổi tiếng nhất tại công viên này là mạch nước phun Excelsior. Nó đã từng phun đều đặn với độ cao ba trăm foot, nhưng vào năm 1888 nó ngừng phun. Sau đó vào năm 1985 nó lại tiếp tục phun, dù rằng độ cao của nó lúc này chỉ là tám mươi foot. “Chúng ta khó có thể đưa ra kết luận nào từ những thay đổi tại đây”.
Việc sơ tán công viên Yellowstone sẽ không phải là việc dễ dàng. Công viên chào đón ba triệu du khách mỗi năm, thời điểm đông du khách nhất là ba tháng mùa hè. Đường sá tại công viên này rất ít và được thiết kế hẹp, một phần để hạn chế tốc độ lưu thông, một phần để bảo tồn phong cảnh tự nhiên. Vào mùa hè, bạn phải mất nửa ngày mới có thể băng ngang công viên này và nhiều giờ đồng hồ để đến được bất kỳ nơi nào bạn muốn trong công viên.
Mùa thu năm 2000, những người đại diện từ Viện địa chất Hoa Kỳ, và các viện sĩ khác, gặp gỡ và thành lập cái được gọi là Đài quan sát núi lửa Yellowstone. Trước đó chúng ta đã có bốn đài quan sát như thế – tại Hawaii, California, Alaska, và Washington – nhưng thật lạ là chúng ta lại không có đài quan sát nào tại khu vực núi lửa lớn nhất thế giới này. Đài quan sát núi lửa Yellowstone không phải là thứ hữu hình, thay vì thế nó là một ý tưởng – sự thỏa hiệp hợp tác nỗ lực nhằm nghiên cứu và phân tích sự đa dạng về địa chất của công viên Yellowstone. Một trong những nhiệm vụ đầu tiên của nó, Doss bảo tôi, là thảo ra “sơ đồ các trận động đất và các núi lửa” – phác họa phương thức hành động khi có biến cố xảy ra.
“Chúng ta vẫn chưa có kế hoạch gì cho việc này sao?” tôi nói.
“Chưa. Tôi e rằng chưa. Nhưng chúng ta sẽ sớm có”.
“Điều đó không muộn màng sao?”
Ông mỉm cười. “Chúng ta hãy nói rằng điều đó không quá sớm”.
Khi ý tưởng này hình thành, ba người – Christiansen tại công viên Menlo, California, Giáo sư Robert B. Smith tại Đại học Utah, và Doss của công viên Yellowstone – sẽ đánh giá mức độ nguy hiểm và nguy cơ tiềm năng của các biến động và đưa ra lời khuyên cho ban quản lý công viên. Ban quản lý công viên sẽ đưa ra quyết định về việc sơ tán công viên. Đối với các khu vực lân cận, họ vẫn chưa có kế hoạch gì. Nếu Yellowstone phát nổ, bạn sẽ tự xoay xở một khi bạn rời khỏi cổng công viên.
Dĩ nhiên có thể hàng chục nghìn năm nữa ngày đó mới xuất hiện. Doss nghĩ rằng ngày đó có thể hoàn toàn không xuất hiện. “Chỉ dựa vào quá khứ để tiên đoán tương lai vẫn chưa đủ”, ông nói, “Có một số bằng chứng cho thấy rằng hầu hết lượng macma bên dưới đang nguội dần và kết tinh”.
Trong khi chờ đợi, chúng ta còn có nhiều nguy cơ khác tại và quanh khu vực Yellowstone, chẳng hạn như những gì diễn ra vào ngày 17 tháng Tám, 1959, tại nơi được gọi là hồ Hebgen ngay bên ngoài công viên. Vào lúc 23 giờ 40 phút ngày 17 tháng Tám, 1959, hồ Hebgen chịu một cơn địa chấn thảm khốc. Cơn địa chấn có cường độ 7,5 độ Richter, xuất hiện đột ngột và làm đổ sập toàn bộ một sườn núi. Đó là thời điểm có nhiều người đến đây nghỉ hè, tuy nhiên rất may là vẫn không nhiều người như ngày nay. Tám mươi triệu tấn đá, di chuyển với vận tốc hơn một trăm dặm/giờ, đổ xuống từ sườn núi. Tám mươi người cắm trại thiệt mạng, mười chín người trong số họ bị chôn vùi sâu đến mức không ai có thể tìm được thi thể của họ. Sự tàn phá diễn ra cực nhanh nhưng không kém phần đau lòng. Ba anh em nọ cùng ngủ trong một túp lều thoát chết. Nhưng cha mẹ họ, ngủ tại một lều gần đó, đã bị cuốn đi và bị chôn vùi dưới lớp đất đá khổng lồ.
“Một trận động đất lớn – tôi nhấn mạnh là lớn – nhất định sẽ xảy ra”, Doss nói với tôi. “Bạn có thể tin vào điều đó. Đây là khu vực thường xuyên xảy ra động đất nhất thế giới”.
Dù đã xảy ra nhiều cơn địa chấn tại đây, mãi đến những năm 1970 Yellowstone mới có được các máy đo địa chấn.
Nếu bạn muốn hiểu rõ sự uy nghiêm và khốc liệt của những gì diễn ra trong lòng đất, bạn có thể nghĩ đến Tetons, dãy núi tọa lạc ngay phía nam của công viên quốc gia Yellowstone. Cách đây chín triệu năm, dãy Tetons không tồn tại. Vùng đất quanh Jackson Hole chỉ là vùng đồng bằng đầy cỏ dại. Nhưng sau đó trong lòng đất xuất hiện sự đứt đoạn dài bốn mươi dặm, và từ đó trở đi, khoảng một lần mỗi một trăm năm, dãy Tetons trải qua một trận động đất lớn, đủ mạnh để xốc nó cao hơn bình thường sáu foot. Chính sự giằng xốc liên tục này suốt nhiều niên kỷ đã khiến nó có độ cao bảy nghìn foot như hiện tại.
Theo Robert B. Smith và Lee J. Siegel trong cuốn Windows into the Earth, một cuốn sách lịch sử địa chất về khu vực này, trận động đất lớn tại Tetons gần đây nhất xảy ra cách đây từ năm đến bảy nghìn năm. Tóm lại, Tetons là khu vực quá hạn động đất lâu nhất trên hành tinh này.
Các vụ nổ thủy nhiệt cũng có nguy cơ to lớn. Chúng có thể xảy ra bất kỳ lúc nào, khá nhiều ở mọi nơi, và không thể dự đoán trước. “Anh có biết rằng tại Yellowstone có nhiều mạch nước phun và suối nước nóng hơn so với tất cả các mạch nước phun và suối nước nóng khác trên thế giới cộng lại?”. Doss hỏi tôi.
“Tôi không biết?”.
Ông gật đầu. “Tổng cộng có đến mười nghìn, và không ai biết khi nào các miệng phun mới sẽ xuất hiện”. Chúng tôi lái xe đến một nơi được gọi là hồ Duck, rộng hàng trăm yard. “Trông nó có vẻ hoàn toàn vô hại”, ông nói. “Nó chỉ là một cái hồ lớn. Nhưng trước đây nó không hề xuất hiện. Cách nay khoảng mười lăm nghìn năm, nhiều nghìn tấn đất đá và nước cực nóng tại đây đã bắn ra với vận tốc gấp năm lần vận tốc âm thanh. Anh có thể hình dung mọi việc sẽ thế nào nếu điều này xảy ra ngay tại bãi đậu xe Old Faithful hoặc tại một điểm thu hút đông du khách nào đó”, ông tỏ vẻ buồn.
“Không có lời cảnh báo nào sao?”.
“Có lẽ không. Vụ nổ lớn gần đây nhất tại công viên này xuất hiện tại mạch nước phun Pork Chop vào năm 1989. Nó để lại một cái hố có đường kính năm mét – không lớn, nhưng đủ lớn để giết chết bạn khi bạn có mặt gần đó. Rất may khi ấy không ai đứng gần nên không có ai bị thương tích gì, nhưng điều đó đã xảy ra mà không có bất kỳ dấu hiệu báo trước nào. Trong quá khứ xa xôi đã có những vụ nổ có thể tạo ra những cái hố có đường kính hơn một dặm. Và không ai có thể biết trước nó sẽ xảy ra tại đâu và tại thời điểm nào. Bạn chỉ có thể hy vọng rằng bạn không xuất hiện gần đó khi nó xảy ra”.
Sạt lở đất cũng là một hiện tượng nguy hiểm. Đã có một vụ sạt lở đất lớn tại hẻm núi Gardiner vào năm 1999, nhưng rất may – không ai bị thương. Cuối buổi chiều, Doss và tôi dừng lại tại một nơi xuất hiện một tảng đá nhô lên giữa một con đường trong công viên. Tôi có thể trông thấy rõ các vết nứt trên mặt đất quanh đó. “Nó có thể lăn bất kỳ lúc nào”, Doss nói với vẻ trầm ngâm.
Khi chúng tôi quay lại xe của ông để quay về Mammoth Hot Springs, Doss nói: “Nhưng vấn đề là, hầu như những sự kiện xấu chẳng bao giờ xảy ra. Đá không rơi. Địa chấn không xuất hiện. Các miệng phun mới không đột ngột phát nổ. Dù không ổn định, thật lạ là mọi việc vẫn dường như rất bình yên”.
“Giống như trái đất vậy”, tôi bình luận.
“Chính xác”, ông đồng ý.