Phù sa ở sông Yukon chảy qua Alaska chứa lượng thủy ngân xói mòn từ đất đóng băng vĩnh cửu, đe dọa môi trường và sức khỏe của cộng đồng dân cư ở Bắc Cực.
Sông Yukon chảy về phía tây ngang qua Alaska hướng ra biển Bering, xói mòn đất đóng băng vĩnh cửu Bắc Cực dọc bờ sông và vận chuyển phù sa xuống hạ nguồn. Lớp phù sa đó chứa một kim loại độc hại là thủy ngân. Khi Bắc Cực ấm lên do biến đổi khí hậu, nóng nhanh gấp 4 lần so với mức trung bình toàn cầu, thủy ngân tích tụ trong đất đóng băng hàng thiên niên kỷ bị xói mòn bởi nước sông và giải phóng vào môi trường.
Drone chụp ảnh sông Yukon và vùng hạ lưu từ Beaver, Alaska. (Ảnh: Michael P. Lamb)
Trong nghiên cứu công bố hôm 15/8 trên tạp chí Environmental Research Letters, nhóm nghiên cứu ở Đại học Văn học, Nghệ thuật và Khoa học USC Dornsife giới thiệu một phương pháp chính xác hơn để đo lượng thủy ngân giải phóng từ đất đóng băng thông qua nước sông và ước tính tổng lượng thủy ngân chờ thoát ra. Kim loại độc hại này là mối đe dọa đối với môi trường và sức khỏe của 5 triệu người sống ở khu vực Bắc Cực, hơn 3 triệu người sống ở khu vực đất đóng băng được dự đoán sẽ biến mất toàn bộ vào năm 2050.
"Một quả bom thủy ngân khổng lồ ở Bắc Cực đang chờ phát nổ", Josh West, giáo sư nghiên cứu khoa học và môi trường Trái đất ở USC Dornsife, cho biết.
Vòng tuần hoàn khí quyển tự nhiên của Trái đất thường vận chuyển chất gây ô nhiễm lên vĩ độ cao, dẫn tới thủy ngân tích tụ ở Bắc Cực, West giải thích. Đất đóng băng tích tụ nhiều thủy ngân đến mức có thể vượt xa lượng trong đại dương, đất, khí quyển và sinh quyển cộng lại.
Ở Bắc Cực, cây cối hấp thụ thủy ngân, sau đó chết và trở thành một phần của đất, cuối cùng đông cứng thành đất đóng băng. Qua hàng nghìn năm, nồng độ thủy ngân tăng dần trong đất đóng băng cho tới khi rã đông, một vấn đề ngày càng phổ biến do biến đổi khí hậu. Nhóm chuyên gia đến từ Viện Công nghệ California (Caltech), Hội đồng lưu vực liên bộ lạc sông Yukon, Viện Công nghệ Massachusetts, Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan, tập trung nghiên cứu quanh hai ngôi làng ở lưu vực sông Yukon tại Alaska là Beaver, cách Fairbanks 160 km về phía bắc và Huslia, cách Beaver 402 km về phía tây.
Các phương pháp ước tính nồng độ thủy ngân trước đây sử dụng mẫu vật lõi từ 3 m đất đóng băng trên cùng, có sai số gấp 4 lần và vấp phải nhiều hạn chế do độ sâu mẫu vật. Để tăng độ chính xác, nhóm nghiên cứu đứng đầu là trường USC Dornsife phân tích thủy ngân trong phù sa ở bờ sông và bãi cát cửa sông, tiếp cận lớp đất sâu hơn. Theo Isabel Smith, nghiên cứu sinh tiến sĩ ở USC Dornsife, dòng sông có thể nhanh chóng vận chuyển lượng lớn phù sa chứa thủy ngân.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy lượng thủy ngân trong phù sa phù hợp với ước tính từ những nghiên cứu trước đây, xác nhận mẫu vật phù sa cung cấp một cách đo đáng tin cậy nồng độ thủy ngân và cung cấp hiểu biết sâu sắc hơn về nguy cơ tiềm ẩn trong đất đóng băng. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu cảm biến từ xa của vệ tinh để theo dõi sông Yukon đổi dòng nhanh như thế nào. Thay đổi về dòng chảy của sông rất quan trọng bởi nó ảnh hưởng tới số lượng phù sa chứa thủy ngân bị xói mòn từ bờ sông và lắng đọng dọc bãi cát, qua đó giúp các nhà nghiên cứu dự đoán chuyển động của thủy ngân.
Phù sa hạt mịn hơn chứa nhiều thủy ngân hơn phù sa hạt thô, chứng tỏ một số loại đất có thể đi kèm nguy cơ lớn hơn. Dù thủy ngân trong môi trường giải phóng từ đất đóng băng tan chảy không đặt ra nguy cơ độc hại cấp tính hiện nay, tác động của nó tích lũy theo thời gian. Mức độ tiếp xúc tăng dần do thủy ngân tích tụ trong chuỗi thức ăn, đặc biệt là cá và động vật mà con người tiêu thụ. Tác động lâu dài có thể nghiêm trọng, nhất là với cộng đồng dân cư ở Bắc Cực phụ thuộc vào săn bắt và đánh cá. Nhóm nghiên cứu hy vọng công cụ mà họ phát triển sẽ cho phép đánh giá chính xác hơn "bom thủy ngân".