Trầm tích mêtan không góp phần thay đổi khí hậu? Chính khí mêtan từ đầm lầy làm Trái đất nóng lên xưa kia.
Chính sự mở rộng của các đầm lầy chứ không phải sự tan chảy các lớp trầm tích mêtan đóng băng là nguyên nhân tình trạng khí mêtan phun lên bầu khí quyển – đây là công bố mới của nhóm nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi Viện Nghiên cứu Đại dương Scripps ở UC San Diego.
Phát hiện này được cho là một sự giải tỏa đối với các nhà khoa học và những người quan tâm khí hậu khỏi nỗi lo ngại rằng sự ấm lên nhanh chóng của trái đất có thể từng là nguyên nhân khiến mêtan tan chảy trong quá khứ và tới đây điều này sẽ lặp lại trong bối cảnh Trái đất ngày càng nóng lên. Bằng cách đo lường lượng chất đồng vị cácbon trong mêtan lấy từ các bong bóng khí được giữ lại trong băng cổ, các nhà nghiên cứu đã xác định được rằng sự dâng trần mêtan cách đây gần 12.000 năm, xét về mặt hóa học, có liên quan tới sự mở rộng của các đầm lầy. Các vùng đầm lầy, nơi sản sinh ra lượng lớn mêtan trong quá trình vi khuẩn phân hủy các cơ thể hữu cơ, đã mở rộng suốt quá trình Trái đất ấm lên trong lịch sử.
“Đây là tin vui cho vấn đề Trái đất nóng lên, bởi nó chứng tỏ các lớp mêtan không phản ứng lại tình trạng ấm lên bằng cách thải ra lượng lớn mêtan vào khí quyển”, Vasilii Petrenko, một tiến sĩ thuộc đại học Colorado, bang Boulder cho biết.
Và kết quả đã xuất hiện trên tờ Science ngày 24/4.
Các nhà khoa học từ lâu đã quan tâm về khả năng quá trình thay đổi khí hậu đang diễn ra sẽ làm tan tầng băng vĩnh cửu ở cực Bắc, và sự ấm lên của nước đại dương một ngày sẽ gây ra phát thải khí mêtan, đến lượt khí này sẽ càng làm tăng tốc sự ấm lên của Trái đất. Phần lớn mêtan hiện đang ở thể rắn, dưới dạng các lớp mêtan nằm trong các trầm tích sâu dưới đáy biển và trong băng vĩnh cửu. Nhiệt độ thấp cùng áp lực lớn của đại dương giữ ổn định những lớp mêtan này và ngăn không cho chúng thoát lên bầu khí quyển.
Sự liên kết theo bề ngang của các lớp băng cho thấy quá trình hình thành băng kéo dài hàng ngàn năm ở vùng băng Pakitsoq. Các nhà Trái đất học thường khảo sát các vỉa băng Greenland để tập hợp số liệu về khí hậu cổ. (Ảnh: Viện Nghiên cứu Đại dương Scripps, UC San Diego) |
Các nhà khoa học ước tính rằng sự tan chảy của 10% các lớp trầm tích sẽ gây nên hiệu ứng nhà kính với mức độ tương đương lượng cacbon đioxit trong khí quyển tăng gấp 10 lần so với hiện tại. Trong khi đó, sự ấm lên diễn ra trong suốt thế kỉ vừa qua là kết quả của việc cácbon đioxit trong bầu khí quyển tăng thêm 30%.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi các nhà Trái đất học ở Scripps và Jeff Severinghaus, đã thu thập những mẫu băng lớn chưa từng có trong các nghiên cứu về thay đổi khí hậu. Các nhà nghiên cứu đã cắt 15 tấn băng khỏi một vùng mang tên Pakitsoq ở bờ tây vỉa băng Greenland để lấy mẫu không khí cổ. Mêtan tồn tại với mật độ thấp trong không khí thu được, và chỉ một phần tỉ chứa đồng vị cácbon–14, đồng vị mà các nhà nghiên cứu cần cho phân tích. Trên thực tế, lượng đồng vị cácbon-14 trong mêtan rất cao, và nhóm nghiên cứu kết luận rằng khí mêtan hiện có không thể xuất phát từ các lớp mêtan cứng.
“Đây là nghiên cứu quan trọng vì nó một lần nữa khẳng định rằng đầm lầy và độ ẩm sẽ thay đổi nhanh chóng khi có những biến đổi khí hậu đôt ngột”, Severinghaus nói. “Điều này làm rõ một thực tế rằng những ảnh hưởng to lớn nhất của biến đổi khí hậu trong tương lai có thể sẽ là tác hại về tài nguyên nước và hạn hán, hơn là tác hại về nhiệt độ tăng lên."
Khí mêtan đã bốc lên ngay sau sự thay đổi khí hậu giữa hai đới Younger Dryas và Tiền Boreal. Trong suốt sự kiện này, nhiệt độ ở Greenland đã tăng thêm 10° C (18° F) trong vòng 20 năm. Lượng mêtan tăng thêm 50% trong 150 năm, từ 500 ppb (tức 1 tỉ phân tử trong không khí thì có 500 phân tử khí mêtan) lên 750 ppb.
Cùng với Petrenko và Severinghaus, các nhà nghiên cứu từ Tổ chức Công nghệ & Khoa học Hạt nhân Australia (ANSTO), trường Đại học bang Oregon, Viện nghiên cứu Quốc Gia về Nước và Khí Hậu New Zealand, Đại học Kĩ thuật Đan Mạch, và Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp và Khoa học Khối Thịnh Vượng Chung đặt tại Australia cũng đã có những đóng góp vào báo cáo.
Nghiên cứu được hỗ trợ kinh phí bởi Quỹ Khoa học Quốc Gia, Quỹ Packard, Hội Hóa học Mỹ, dự án Lưu trữ Tài Liệu Khí hậu Nam Bán Cầu của ANSTO, và Quỹ tài trợ Khoa học Công nghệ New Zealand.
Tài liệu tham khảo:
Vasilii V. Petrenko, Andrew M. Smith, Edward J. Brook, Dave Lowe, Katja Riedel, Gordon Brailsford, Quan Hua, Hinrich Schaefer, Niels Reeh, Ray F. Weiss, David Etheridge, and Jeffrey P. Severinghaus. 14 Đo CH4 trong băng Greenland: Nghiên cứu những nguồn CH4 cuối cùng cuối kì Sông Băng. Tạp chí Khoa Học, 2009; 324 (5926): 506 DOI: 10.1126/science.1168909