Biến đổi khí hậu “ăn sâu” vào biển

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Tuy nhiên, tất cả lượng khí cacbon đioxyt phụ đều là những viên thuốc đắng cho đại dương. Nó đang làm thay đổi thành phần hóa học trong nước biển, làm tăng lượng axit và mặt khác nó đe dọa đời sống của rất nhiều sinh vật biển quý hiếm.

Các nhà khoa học gọi sự axit hóa đại dương là “vấn đề khác của khí cacbon đioxyt.” Họ cảnh báo rằng nó gây ra những thay đổi cơ bản trong đại dương, nó có thể ảnh hưởng lên hàng triệu người sống lệ thuộc vào nguồn thức ăn và các tài nguyên của biển. “Sự gia tăng lượng khí cacbon đioxyt trong đại dương có thể gây ra ảnh hưởng lớn đến cuộc sống trên trái đất hơn là lượng khí cacbon đioxyt trong khí quyển,”  lời phát biểu của JPL's Charles Miller, phó điều tra viên của NASA's new Orbiting Carbon Observatory. Tổ chức này được lập kế hoạch khởi hành vào tháng Giêng tới.

Đại dương tiếp nhận và lưu trữ hầu hết lượng nhiệt lắng trên bề mặt trái đất từ mặt trời – sức nóng làm tan chảy các tảng băng và “hun nóng” bầu khí quyển. Đại dương cũng hấp thụ 1/3 lượng khí cacbon đioxyt mà con người thải chúng vào không khí. Phần còn lại được hấp thụ bởi thực vật trên cạn và đất đai hoặc trong khí quyển, làm tăng tác động của hiệu ứng nhà kính.

“Những biểu hiện trên bề mặt đại dương như bọt biển ngấm lượng khí cacbon đioxyt vượt quá giới hạn từ khí quyển,” Scott Doney, nhà khoa học dày dặn kinh nghiệm trong lĩnh vực hóa học biển tại cơ quan Hải Dương Học Woods Hole ở Woods Hole, Mass, cho biết. Nhiều khí cacbon phụ hòa tan trong vài ngàn feet (đơn vị đo chiều dài Anh bằng 0,3048 m) trên biển. Tuy nhiên, ở vĩ độ cao, mặt nước biển lạnh lên một cách nhanh chóng, trở nên mặn hơn, dày đặc hơn và lầy lội hơn, mang lượng khí cacbon đioxyt tan đến những phần sâu nhất của đại dương.

Trộn lẫn khí cacbon đioxyt với nước cho ra axit cacbonic. Sau đó, phản ứng hóa học đơn giản đầu tiên từ chỗ yếu ớt trở thành một chuỗi phản ứng ngày càng  phức tạp trong thành phần hóa học của nước biển. Hậu quả cuối cùng là độ pH của biển bị giảm—nghĩa là đại dương có nhiều axit,và, trớ trêu thay, một sự biến đổi trong thành phần đặc biệt của cacbon—cacbonnat ion—chất này rất cần thiết cho các sinh vật biển tạo vỏ và xương. Độ pH thấp và thiếu cacbonnat ion dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho sự sống ở biển.

Khí cacbon, khí cacbon có mặt ở mọi nơi, nhưng không có loại nào tốt để dùng

Nguồn khí cacbon đioxyt vượt quá giới hạn nằm gần tầng khí quyển nhất, nên bề mặt nước biển là nơi đầu tiên cho thấy kết quả của sự axit hóa. Từ khi bắt đầu thời đại công nghiệp hóa, độ pH của bề mặt nước biển giảm nhẹ nhưng đáng kể, là từ 8.2 đến 8.1, và nó đang tiếp tục giảm. Theo dự án của các khoa học gia, vào năm 2100, độ pH của bề mặt nước biển sẽ giảm xuống mức chưa từng thấy ở trái đất trên 20 triệu năm qua. 

Số lượng bị tổn thương thực sự do axit hóa đại dương là những thực vật và động vật biển, những loài sử dụng cacbonnat để tạo lớp vỏ cứng hoặc tạo các cấu trúc khác. Chúng bao gồm cả loài trai, loài hàu, và những rặng san hô ngầm. Sự axit hóa đại dương không chỉ giới hạn sự hấp thụ lượng khí cacbonnat mà chúng cần cho việc tạo thành cấu trúc cơ thể mà nó còn quá khắc nghiệt hủy hoại sự tồn tại của các rặng san hô và lớp vỏ của các sinh vật biển. 

Hầu hết san hô sống ở nước cạn, san hô ngầm bị tổn thương đặc biệt do sự khác nhau về mặt sinh học ở một số nơi trên trái đất. “Chúng đã và đang bị tấn công bởi nước nóng từ dưới lên, đánh bắt cá ở trên quá mức và suy thoái môi trường sinh sống” Doney nói. “ Môi trường ô nhiễm dẫn đến “ sự tẩy trắng san hô” nhiều hơn, nó xảy ra khi tảo cộng sinh chết hoặc sống trong san hô, và vì vậy mà các dãy san hô không phục hồi được. Sự axit hóa đại dương có thể đẩy các loại san hô đến bờ vực.”

Những khu vực nhạy cảm khác là Nam Đại Dương và cận Cực Bắc Thái Bình Dương, nơi mà sự axit hóa biển gây khó khăn và đe dọa chuỗi thức ăn quan trọng của ốc biển ( loài ốc biển nhỏ). Nó là món khoái khẩu của các loài cá nhỏ, và loài cá này lại là nguồn thức ăn cho những loài cá lớn hơn, loài cá lớn hơn lại là nguồn thức ăn cho chim cánh cụt, cho cá voi và cho các loài chim biển. Sự axit hóa đại dương lấy đi lớp ion cacbonat cần thiết cho các động vật chân cánh tạo lớp vỏ mới, và nó còn gây tổn hại cho lớp vỏ đang mang trên người chúng.

Sẽ có ‘người thắng kẻ bại’, Doney nói, những hậu quả của sự lan rộng axit hóa đại dương như cảm nhận. “ Mặc dù chúng ta không biết chính xác có bao nhiêu loài phụ thuộc nguồn thức ăn vào động vật thân mền, loài trai, loài hàu, hay những sinh vật biển có vỏ khác, hoặc  là phụ thuộc vào những rặng san hô cho môi trường sống quan trọng. Điều đó rõ ràng là sự axit hóa đại dương sẽ gây ra biến đổi hàng loạt trong hệ sinh thái biển theo cách mà chúng ta không thể lường trước được,” ông giải thích.

Lịch sử không cho biết nhiều. Trong khi tại thời điểm đó có nhiều lần trong quá khứ của trái đất, khi biển cả có nhiều chất axit hơn bây giờ, hầu hết các biến đổi môi trường đã diễn ra ở tiến độ chậm hơn nhiều so với ngày nay. “ Theo tốc độ thay đổi khí hậu và sự axit hóa đại dương mà chúng ta đang chứng kiến hiện nay, nhiều sinh vật biển có lẻ là không thể tiếp tục tồn tại,” Doney nói.

Cảm xúc se lại

Theo những kết quả dự đoán trước, nhiều cacbon hiện nay có mặt trong không khí sẽ “lấn” vào đại dương. “ Thậm chí ngày nay nếu chúng ta ngưng thải cacbon vào khí quyển thì mức độ axit hóa đại dương sẽ vẫn tăng lên,” Doney phát biểu. “ Làm gì để môi trường sống của cá biển và các rặng san hô được như khoảng thời gian 100 năm về trước là một câu hỏi lớn. Chúng ta cần biết lượng cacbon đioxyt đang được đưa lên là bao nhiêu, biết nhiều hơn nữa về sự trao đổi khí giữa đại dương và khí quyển, và  làm thế nào mà cơ chế này lại bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu.”

Đài Thiên Văn Orbiting Carbon mới của NASA sẽ giúp cung cấp một vài giải đáp sau khi nó được phóng vào tháng Giêng năm 2009. Một sứ mệnh thám hiển khoa học hệ thống trái đất của NASA sẽ làm một phép đo lường chính xác lượng cacbon đioxyt có trong khí quyển trên quy mô toàn cầu. Orbiting Carbon Observatory sẽ giúp xác định  lượng cacbon đioxyt nguồn và bồn—những nơi hút và lưu trữ cacbon—trên đất, trong đại dương và nó cho thấy chúng biến đổi như thế nào theo thời gian. Các nhà nghiên cứu sẽ có thể kết nối sứ mệnh dữ liệu mô hình bằng số để ước lượng mô hình toàn cầu của sự trao đổi cacbon đioxyt từ đại dương và khí quyển.

“Chúng tôi sẽ có nhiều ý kiến hay hơn về những gì đang diễn ra trên đại dương nơi mà phép đo lường còn thưa thớt,” Miller giải thích. “ Điều này hoàn toàn đúng ở Nam Đại Dương, nơi mà chúng tôi tin sẽ là ‘ vũng lầy’ lớn của cacbon đioxyt dựa trên những mô hình mẫu đang hiện có.”

Trong khi, Orbiting Carbon Observatory có thể là công cụ  mới nhất của NASA, giúp gửi kết quả của vấn đề axit hóa đại dương, NASA lại có thêm nhiều đồ án và sứ mệnh khác cung cấp thông tin quan trọng về hóa học và sinh vật học ở biển có liên quan trực tiếp đến vấn đề này. Những thiết bị đó bao gồm NASA’s Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), bay trên vệ tinh Terra và Aqua, và Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor (SeaWiFS). Các công cụ này thu thập số liệu dựa trên màu sắc của biển—một thành phần then chốt cho nhiều nghiên cứu hệ sinh thái biển, vật trôi nổi và những rặng san hô. Một ví dụ khác là National Oceanic mới và Atmospheric Administration cùng NASA – tài trợ cho Southern Gas Exchange Experiment. Trong suốt 6 tuần nghiên cứu trên biển, chuyển động giữa đại dương và khí quyển trong điều kiện gió mạnh và biển động dữ dội, các khoa học gia đã điều tra nghiên cứu bằng cách nào mà các khí lại chứa cacbon đioxyt.

Một câu hỏi thực sự lớn là còn bao lâu nữa thì đại dương tiếp tục là một “vũng lầy” của khí cacbon đioxyt trước khi trở nên bão hòa - một quá trình  có thể đã diễn ra. Những ẩn ý cho khí hậu trong tương lai và đại dương của chúng ta còn quá mênh mông.

( Cổng thông tin khoa học công nghệ tỉnh đồng Nai )