All right, let's get up our picture of the earth. The earth is pretty awesome. I'm a geologist, so I get pretty psyched about this, but the earth is great. It's powerful, it's dynamic, it's constantly changing. It's a pretty exciting place to live. But I want to share with you guys today my perspective as a geologist in how understanding earth's past can help inform and guide decisions that we make today about how to sustainably live on earth's surface.
Ta hãy xem thử một bức ảnh chụp Trái Đất nhé. Đó là một hành tinh tuyệt vời. Là một nhà địa chất, tôi rất vui vì điều đó, thực sự Trái Đất rất tuyệt. Đây là nơi giàu tiềm năng, không ngừng thay đổi và vận động. Một hành tinh thú vị để sinh sống. Hôm nay, tôi muốn chia sẻ với các bạn góc nhìn của một nhà địa chất về cách mà những hiểu biết về lịch sử Trái Đất đang giúp đỡ và định hướng các quyết định của ta ngày nay về cách sinh sống và bảo tồn hành tinh xanh này.
So there's a lot of exciting things that go on on the surface of the earth. If we zoom in here a little bit, I want to talk to you guys a little bit about one of the things that happens. Material get shuffled around earth's surface all the time, and one of the big thing that happens is material from high mountains gets eroded and transported and deposited in the sea. And this process is ongoing all the time, and it has huge effects on how the landscape works. So this example here in south India -- we have some of the biggest mountains in the world, and you can see in this satellite photo rivers transporting material from those mountains out to the sea. You can think of these rivers like bulldozers. They're basically taking these mountains and pushing them down towards the sea.
Có rất nhiều điều thú vị đang xảy ra trên bề mặt Trái Đất. Nếu ta phóng đại chỗ này lên, tôi muốn nói cho các bạn biết về vài hiện tượng đã xảy ra. Vật chất được trung chuyển liên tục trên bề mặt Trái Đất, một hiện tượng quan trọng là việc vật chất từ các vùng núi cao bị xói mòn, rửa trôi và được vận chuyển ra biển. Quá trình này cứ tiếp diễn, và ảnh hưởng sâu sắc tới sự hình thành đất liền. Ví dụ dưới đây tại miền nam Ấn Độ, nơi xuất hiện vài dãy núi lớn nhất thế giới; trên bức ảnh vệ tinh này, bạn có thể thấy các dòng sông đang vận chuyển vật chất từ các dãy núi đó xuống biển. Bạn hãy nghĩ chúng giống như chiếc xe ủi. Thực tế, chúng đang san bằng những quả núi và đẩy chúng xuống biển.
We'll give you guys an example here. So we zoom in a little bit. I want to talk to you guys specifically about a river. We can see these beautiful patterns that the rivers make as they're pushing material down to the sea, but these patterns aren't static. These rivers are wiggling and jumping around quite a bit, and it can have big impacts on our lives.
Tôi sẽ đưa một ví dụ để chứng minh. Hãy phóng to chỗ này lên. Tôi muốn nói chi tiết hơn về một dòng sông cụ thể. Bạn đang thấy lưu vực tuyệt đẹp mà dòng sông đó tạo ra khi nó liên tục đẩy vật chất hướng ra biển, nhưng lưu vực này không ổn định. Dòng chảy của các con sông này thay đổi liên tục, và điều đó ảnh hưởng to lớn tới chúng ta.
So an example of this is this is the Kosi River. So the Kosi River has this nice c-shaped pathway, and it exits the big mountains of Nepal carrying with it a ton of material, a lot of sediments that's being eroded from the high mountains, and it spreads out across India and moves this material. So we're going to zoom in to this area and I'm going to tell you a little bit about what happened with the Kosi. It's an example of how dynamic these systems can be. So this is a satellite image from August of 2008, and this satellite image is colored so that vegetations or plants show up as green and water shows up as blue. So here again you can see that c-shaped pathway that this river takes as it exits Nepal. And now this is monsoon season. August is monsoon season in this region of the world, and anyone that lives near a river is no stranger to flooding and the hazards and inconveniences at minimum that are associated with that. But something interesting happened in 2008, and this river moved in a way that's very different. It flooded in a way that's very different than it normally does. So the Kosi River is flowing down here, but sometimes as these rivers are bulldozing sediment, they kind of get clogged, and these clogs can actually cause the rivers to shift their course dramatically. So this satellite image is from just two weeks later. Here's the previous pathway, that c-shaped pathway, and you notice it's not blue anymore. But now what we have is this blue pathway that cuts down the middle of the field of view here. What happened is the Kosi River jumped its banks, and for reference, the scale bar here is 40 miles. This river moved over 30 miles very abruptly. So this river got clogged and it jumped its banks. Here's an image from about a week later, and you can see these are the previous pathways, and you can see this process of river-jumping continues as this river moves farther away from its major course.
Hãy lấy ví dụ về sông Kosi. Nó sở hữu một dòng chảy khá đẹp theo hình chữ C; khi ra khỏi các dãy núi hùng vĩ của Nepal, nó mang theo vô số vật chất trong đó có lượng lớn phù sa từ các dãy núi, con sông đó đã chảy khắp Ấn Độ và mang theo số vật chất đó. Hãy quan sát kỹ hơn khu vực này, tôi sẽ nói rõ hơn về những điều đã diễn ra với dòng sông Kosi. Đó là ví dụ tiêu biểu về cách các lưu vực thay đổi. Bức ảnh vệ tinh này được chụp vào tháng 8 năm 2008, bức ảnh này đã được phục chế màu, như vậy rừng cây sẽ có màu xanh lá và sông ngòi mang màu xanh biển. Một lần nữa, bạn lại thấy đường cong chữ C này khi dòng chảy của nó ra khỏi Nepal. Giờ là thời điểm gió mùa hoạt động manh. Tháng tám là lúc gió mùa hạ hoạt động mạnh ở vùng này, và các cư dân sống ở ven sông cũng chẳng lạ gì cảnh ngập lụt và những sự phiền toái mà nó mang lại. Nhưng vào năm 2008, một điều thú vị đã xảy ra, và dòng chảy của con sông đó đã thay đổi đáng kể. Và những cơn lũ nó gây ra cũng rất khác các lần trước. Sông Kosi đang hướng dòng chảy xuống hạ lưu như hình, nhưng có những thời điểm mà nó mang quá nhiều phù sa làm tốc độ chảy chậm hẳn lại, và sự tắc nghẽn đó sẽ thay đổi đáng kể hướng dòng chảy của nó. Đây là bức ảnh vệ tinh được chụp hai tuần sau đó. Đây là hướng chảy cũ có hình chữ C tôi vừa nói đến, bạn thấy là nó không còn màu xanh biển nữa. Ta đang thấy màu xanh biển đó đã chuyển tới gần chính giữa bức ảnh. Như vậy, sông Kosi đã thay đổi hướng chảy, thang đo của bản đồ này vào khoảng 64 ki-lô-mét. Rất nhanh chóng, con sông này đã di chuyển trên 48 ki-lô-mét. Việc dòng chảy bị tắc nghẽn đã khiến nó thay đổi hướng chảy. Đây là bức ảnh được chụp một tuần sau đó, bạn đang thấy dòng chảy cũ của nó, bạn thấy sự thay đổi này vẫn tiếp diễn khi hướng chảy của nó đang đi xa dần dòng cũ.
So you can imagine in landscapes like this, where rivers move around frequently, it's really important to understand when, where and how they're going to jump. But these kinds of processes also happen a lot closer to home as well. So in the United States, we have the Mississippi River that drains most of the continental US. It pushes material from the Rocky Mountains and from the Great Plains. It drains it and moves it all the way across America and dumps it out in the Gulf of Mexico. So this is the course of the Mississippi that we're familiar with today, but it didn't always flow in this direction. If we use the geologic record, we can reconstruct where it went in the past. So for example, this red area here is where we know the Mississippi River flowed and deposited material about 4,600 years ago. Then about 3,500 years ago it moved to follow the course outlined here in orange. And it kept moving and it keeps moving. So here's about 2,000 years ago, a thousand years ago, 700 years ago. And it was only as recently as 500 years ago that it occupied the pathway that we're familiar with today. So these processes are really important, and especially here, this delta area, where these river-jumping events in the Mississippi are building land at the interface of the land and the sea. This is really valuable real estate, and deltas like this are some of the most densely populated areas on our planet. So understanding the dynamics of these landscapes, how they formed and how they will continue to change in the future is really important for the people that live there.
Hãy hình dung về bề mặt Trái Đất hiện nay, khi các con sông dễ thay đổi dòng chảy hơn, thì việc đoán trước thời điểm và thời gian nó thay đổi là rất quan trọng. Những quá trình thay đổi này thường xuyên xảy ra quanh ta. Tại Mỹ, dòng sông Mississippi vốn đang lấy khá nhiều phù sa từ các ngọn núi. Nó đẩy vật chất từ dãy núi Rocky và từ Đại bình nguyên Mỹ. Nó rút bớt và di chuyển chúng trên khắp nước Mỹ và tập hợp chúng tại vịnh Mexico. Đây là dòng chảy của Mississippi mà ta vẫn hay nhìn thấy, nhưng không phải lúc nào nó cũng chảy như vậy. Nếu dùng các dữ liệu địa chất học, ta có thể tái tạo hướng chảy trong quá khứ của nó. Chẳng hạn, vùng màu đỏ này là khu vực có dòng chảy của Mississippi và vật chất tại đó được tích tụ vào 4.600 năm trước. Khoảng 3.500 năm trước, nó chảy theo hướng màu cam trên hình vẽ. Dòng chảy tiếp tục thay đổi. Hai nghìn năm trước, một nghìn năm trước, 700 năm trước. Và chỉ trong khoảng 500 năm trở lại đây, Mississippi mới có dòng chảy như ta biết ngày nay. Các quá trình này rất quan trọng, đặc biệt tại các khu vực đồng bằng tại Mỹ, nơi việc thay đổi dòng chảy của sông Mississipi giúp bồi đắp đồng bằng và lấn biển. Đó là các bất động sản cực kỳ giá trị, những khu vực đồng bằng như thế là nơi tập trung đông dân nhất thế giới. Việc hiểu biết cách chúng hoạt động, cách chúng hình thành và thay đổi trong tương lai là rất quan trọng với những ai sống ở khu vực đó.
So rivers also wiggle. These are sort of bigger jumps that we've been talking about. I want to show you guys some river wiggles here. So we're going to fly down to the Amazon River basin, and here again we have a big river system that is draining and moving and plowing material from the Andean Mountains, transporting it across South America and dumping it out into the Atlantic Ocean. So if we zoom in here, you guys can see these nice, curvy river pathways. Again, they're really beautiful, but again, they're not static. These rivers wiggle around. We can use satellite imagery over the last 30 or so years to actually monitor how these change. So take a minute and just watch any bend or curve in this river, and you'll see it doesn't stay in the same place for very long. It changes and evolves and warps its pattern. If you look in this area in particular, I want you guys to notice there's a sort of a loop in the river that gets completely cut off. It's almost like a whip cracking and snaps off the pathway of the river at a certain spot. So just for reference, again, in this location, that river changed its course over four miles over the course of a season or two.
Như vậy, sông ngòi sẽ thay đổi. Tồn tại những thay đổi lớn hơn cả những điều tôi vừa đề cập. Tôi muốn nói đến vài sự thay đổi lớn sau đây. Hãy chuyển đến nhữn khu vực sông Amazon chảy qua, ta lại có một hệ thống lưu vực khổng lồ thu thập và vận chuyển phù sa từ dãy núi Andes, đi khắp khu vực Nam Mỹ và đưa chúng tới Đại Tây Dương. Khi phóng to hơn, bạn đang thấy những dòng chảy uốn lượn đẹp đẽ này. Xin nhắc lại, chúng rất đẹp, nhưng không hề ổn định. Chúng vẫn thay đổi dòng chảy. Ta có thể dùng ảnh vệ tinh được chụp trong khoảng 30 năm trở lại đây để khảo sát sự thay đổi của chúng. Hãy để ý kỹ các đường cong trong hướng chảy của nó, bạn sẽ phát hiện ra rằng chúng không ở một chỗ quá lâu. Chúng tiến hoá và thay đổi dòng chảy. Nếu bạn nhìn vào khu vực đang khoanh tròn, tôi muốn bạn để ý rằng một phần dòng chảy của dòng sông đã hoàn toàn biến mất, như thể một chiếc roi da bị đứt hẳn một phần khỏi dòng chảy chính vậy. Lại nói về thang đo, ở đây, dòng chảy của nó đã thay đổi khoảng hơn sáu ki-lô-mét chỉ trong một đến hai mùa nước.
So the landscapes that we live in on earth, as this material is being eroded from the mountains and transported to the sea, are wiggling around all the time. They're changing all the time, and we need to be able to understand these processes so we can manage and live sustainably on these landscapes. But it's hard to do if the only information we have is what's going on today at earth's surface. Right? We don't have a lot of observations. We only have 30 years' worth of satellite photos, for example. We need more observations to understand these processes more. And additionally, we need to know how these landscapes are going to respond to changing climate and to changing land use as we continue to occupy and modify earth's surface.
Như vậy, toàn bộ địa hình trên Trái Đất ta đang sống nhờ vào sự vận chuyển vật chất từ núi cao xuôi dòng tới biển, đang thay đổi liên tục. Chúng thực sự thay đổi, ta cần hiểu rõ quá trình đó để có những giải pháp sinh sống lâu bền trên các địa hình đó. Nhưng điều đó thực sự khó khăn nếu những thông tin ta có được chỉ là sự thay đổi trên bề mặt Trái Đất hiện nay. Đúng không? Ta không có nhiều bằng chứng. Chẳng hạn, ta chỉ có dữ liệu ảnh vệ tinh trong khoảng 30 năm gần đây. Ta cần nhiều bằng chứng hơn để thực sự hiểu về quá trình này. Thêm nữa, ta cần biết về cách các địa hình này phản ứng với biến đổi khí hậu và biến đổi do con người khi ta ngày càng sử dụng và làm thay đổi nhiều đất hơn.
So this is where the rocks come in. So as rivers flow, as they're bulldozing material from the mountains to the sea, sometimes bits of sand and clay and rock get stuck in the ground. And that stuff that gets stuck in the ground gets buried, and through time, we get big, thick accumulations of sediments that eventually turn into rocks. What this means is that we can go to places like this, where we see big, thick stacks of sedimentary rocks, and go back in time and see what the landscapes looked like in the past. We can do this to help reconstruct and understand how earth landscapes evolve. This is pretty convenient, too, because the earth has had sort of an epic history. Right? So this video here is a reconstruction of paleogeography for just the first 600 million years of earth's history. So just a little bit of time here. So as the plates move around, we know climate has changed, sea level has changed, we have a lot of different types of landscapes and different types of environments that we can go back -- if we have a time machine -- we can go back and look at, and we do indeed have a time machine because we can look at the rocks that were deposited at these times.
Đây là nơi đất đá được tích tụ lại. Khi chảy, các con sông đã vận chuyển vật chất từ núi xuống biển, đôi khi một phần đất, đá, phù sa đã bị kẹt lại dưới đáy sông. Chúng bị kẹt lại và chôn vùi, tích tụ lại và hình thành nên một lớp trầm tích rất lớn và dày và dần dần sẽ chuyển thành đá. Như vậy, chúng ta có thể đến các khu vực đó, nơi ta có thể tìm thấy các lớp trầm tích lớn như vậy, nhờ đó, ta sẽ quay ngược thời gian và tìm hiểu về địa hình nơi đó trong quá khứ. Ta làm điều đó để góp phần mô phỏng và nghiên cứu về cách các địa hình tiến hoá và thay đổi. Điều này không quá khó khăn, vì bản thân Trái Đất đã là một thiên sử rất kỳ vĩ. Đoạn video sau đây mô phỏng lại lịch sử địa chất của Trái Đất đếm ngược từ hiện tại về 600 triệu năm trước. Một quãng thời gian không quá dài. Việc thay đổi vị trí đất liền kéo theo sự thay đổi của khí hậu và mực nước biển; ta sẽ tìm hiểu được nhiều dạng địa hình khác nhau, nhiều dạng môi trường khác nhau nếu ta quay về được quá khứ - Nếu có cỗ máy thời gian, ta có thể tìm hiểu chúng. Và ta thực sự cần những cỗ máy đó nếu ta nhìn trực tiếp những mẫu đá đang chìm dưới đáy sông khi đó.
So I'm going to give you an example of this and take you to a special time in earth's past. About 55 million years ago, there was a really abrupt warming event, and what happened was a whole bunch of carbon dioxide was released into earth's atmosphere, and it caused a rapid and pretty extreme global warming event. And when I say warm, I mean pretty warm, that there were things like crocodiles and palm trees as far north as Canada and as far south as Patagonia. So this was a pretty warm time and it happened really abruptly. So what we can do is we can go back and find rocks that were deposited at this time and reconstruct how the landscape changed in response to this warming event.
Tôi có một ví dụ nhỏ sẽ đưa bạn về một thời điểm đặc biệt trong quá khứ của Trái Đất. Khoảng 55 triệu năm trước, Trái Đất ấm lên nhanh chóng, nguyên nhân do một lượng lớn khí các-bon đi-ô-xít đã đi vào khí quyển, chúng đã làm nhiệt độ toàn cầu tăng lên với tốc độ phi mã. Tôi đang cố nói giảm khi nhắc đến "sự ấm lên," bởi lẽ khi đó, các loài nhiệt đới như cá sấu và các cây họ dừa đã xuất hiện tại Canada và vùng cực nam Nam Mỹ, Patagonia. Đây là thời kì Trái Đất khá ấm và điều đó xảy ra rất đột ngột. Điều ta có thể làm là tìm kiếm những mẫu trầm tích bị chôn vùi tại thời điểm đó và mô phỏng lại cách địa hình thay đổi do sự ấm lên toàn cầu xảy ra lúc đó.
So here, yay, rocks.
Và chúng đây, các mẫu trầm tích
(Laughter)
(Cười)
Here's a pile of rocks. This yellow blob here, this is actually a fossil river, so just like this cartoon I showed, these are deposits that were laid down 55 million years ago. As geologists, we can go and look at these up close and reconstruct the landscape. So here's another example. The yellow blob here is a fossil river. Here's another one above it. We can go and look in detail and make measurements and observations, and we can measure features. For example, the features I just highlighted there tell us that this particular river was probably about three feet deep. You could wade across this cute little stream if you were walking around 55 million years ago. The reddish stuff that's above and below those channels, those are ancient soil deposits. So we can look at those to tell us what lived and grew on the landscape and to understand how these rivers were interacting with their floodplains. So we can look in detail and reconstruct with some specificity how these rivers flowed and what the landscapes looked like. So when we do this for this particular place at this time, if we look what happened before this abrupt warming event, the rivers kind of carved their way down from the mountains to the sea, and they looked maybe similar to what I showed you in the Amazon River basin. But right at the onset of this climate change event, the rivers change dramatically. All of a sudden they got much broader, and they started to slide back and forth across the landscape more readily. Eventually, the rivers reverted back to a state that was more similar to what they would have looked like before this climate event, but it took a long, long time.
Đây thực ra là một đống đá. Vùng khoanh vàng này đã từng là một con sông cổ đại, giống như những điều tôi vừa nói, chúng là những trầm tích còn sót lại từ 55 triệu năm về trước. Các nhà địa chất như chúng tôi có thể nghiên cứu chúng kỹ hơn và mô phỏng lại địa hình. Đây là một ví dụ khác. Vùng khoanh vàng này đã từng là một dòng sông. Đây là con sông khác trên nó. Chúng tôi có thể sử dụng các phương pháp đo đạc và nghiên cứu để tìm hiểu chúng. Ví dụ, chi tiết tôi vừa khoanh tròn chỉ ra rằng con sông đó sâu khoảng một mét. Bạn hoàn toàn có thể lội qua dòng nước nếu bạn ở đó vào 55 triệu năm trước. Màu đỏ xuất hiện xung quanh các dòng chảy trên hình là dấu vết của phù sa cổ. Nhờ đó, chúng tôi có thể tìm hiểu những loài sinh vật từng sống quanh đó, và tìm hiểu cách các dòng sông tương tác với lưu vực xung quanh. Vậy nên chúng tôi có thể nghiên cứu tỉ mỉ và mô phỏng tương đối chính xác dòng chảy của chúng và các dạng địa hình liên quan. Chúng tôi đã nghiên cứu địa điểm đó cách đây không lâu, nếu ta nhìn vào các sự kiện trước sự biến đổi khí hậu khi ấy, đó là một con sông có dòng chảy bám theo vách núi và hướng ra biển, chúng giống những gì tôi đã cho bạn thấy ở lưu vực sông Amazon. Nhưng tại ngay thời điểm biến đổi khí hậu đột ngột đó, con sông đó đã thay đổi mạnh mẽ. Hai bờ sông rộng ra rất nhanh, và độ rộng hai bờ sông liên tục thay đổi. Cuối cùng, nó quay trở về trạng thái cũ như trước khi xảy ra biến đổi khí hậu, nhưng điều đó diễn ra khá lâu.
So we can go back in earth's time and do these kinds of reconstructions and understand how earth's landscape has changed in response to a climate event like this or a land use event. So some of the ways that rivers change or the reasons that rivers change their pattern and their movements is because of things like with extra water falling on the land's surface when climate is hotter, we can move more sediment and erode more sediment, and that changes how rivers behave.
Như vậy, ta có thể quay ngược thời gian và nghiên cứu được những điều đó, hiểu biết hơn về các thay đổi của địa hình Trái Đất khi xảy ra sự thay đổi khí hậu hoặc thay đổi do con người. Các yếu tố gây biến đổi cho sông ngòi hay nguyên nhân khiến sông ngòi thay đổi hình thù và dòng chảy có thể do lượng nước dư thừa từ đất liền quanh đó xuất hiện khi khí hậu ấm lên; hay do ta đã tác động làm tăng hoặc giảm lượng phù sa và làm thay đổi dòng chảy sông ngòi.
So ultimately, as long as earth's surface is our home, we need to carefully manage the resources and risks associated with living in dynamic environments. And I think the only way we can really do that sustainably is if we include information about how landscapes evolved and behaved in earth's past.
Tóm lại, chừng nào ta còn sinh sống trên Trái Đất, ta cần kiểm soát tốt các tài nguyên và các mối nguy hại, và điều chỉnh cách ta sống ở một môi trường dễ bị ảnh hưởng. Tôi cho rằng cách duy nhất để ta làm được điều đó một cách bền vững là ta cần tìm hiểu thông tin về sự thay đổi và tiến hoá của định trong quá khứ ở Trái Đất.
Thank you.
Cám ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)