Dùng bắp theo dõi lượng CO₂ từ khí phân hủy

Các nhà khoa học đại học California Irvine (UCI) đã cung cấp thêm thông tin về sự ô nhiễm không khí do khí phân hủy động thực vật ở Mỹ thông qua việc phân tích những mẫu lá ngô thu được trên khắp 70 khu vực khác nhau.

Phương pháp mới giúp đo lượng CO₂ thải ra từ việc đốt than, dầu và khí tự nhiên giúp các nhà khoa học khí quyển hiểu rõ hơn khu vực bị ô nhiễm, cách thức hòa lẫn khí ô nhiễm trong không khí. Việc theo dõi lượng CO₂ thải ra từ khí phân hủy sẽ rất cần thiết vì các quốc gia trên khắp thế giới đang lần lượt ký thỏa thuận gia nhập Nghị Định Kyoto - nhằm giảm khí thải do hiệu ứng nhà kính. Hoa Kỳ cũng đã ký tuy nhiên còn chờ sự phê chuẩn của Thượng Viện.

Jame Randerson phó giáo sư khoa khoa học hệ trái đất tại UCI và một cộng tác của nghiên cứu cho biết “Nhiều quốc gia đang phải đối mặt với áp lực từ việc theo dõi và điều hòa lượng CO₂ thải ra từ khí phân hủy động thực vật nhằm hạn chế khí thải do hiệu ứng nhà kính đang làm trái đất ấm lên. Vì vậy phương pháp này có thể giúp xác định bao nhiêu lượng CO₂ từ khí thải phân hủy động thực vật ở những khu vực khác nhau”.

Nghiên cứu được đăng trên Tập San Nghiên Cứu Địa Vật Lý

Nhà nghiên cứu Diana Hsueh trên cánh đồng ngô (Ảnh: University of California - Irvine)

Các nhà khoa học khí quyển đo lượng CO₂ đặc trưng bằng cách thu thập mẫu không khí, nhưng đây lại là lần đầu tiên CO₂ thải ra từ khí phân hủy được phác họa bằng thực vật. Phương pháp mới này có thể giúp bổ sung cho phương thức lấy mẫu không khí hiện thời bởi vì thực vậy cung cấp một cách thức có lợi để ghi lại trạng thái trung bình ban ngày sau nhiều tháng. Thực vật hấp thụ khí CO₂ cả từ môi trường xung quanh và từ khí phân hủy và trong suốt quá trình quang hợp chúng trở thành một phần của mô thực vật.

Vào mùa hè 2004, các nhà khoa học tại UCI đã thu nhặt bắp từ vườn và nông trại của 31 bang gồm có Hawaii và Alaska. Họ chọn bắp bởi vì chúng là cây trồng hàng năm được phát triển rộng khắp, và lượng carbon của chúng bắt nguồn từ một mùa gieo trồng đơn lẻ. Các nhà khoa học đã tránh những nguồn ô nhiễm trọng điểm như tàu cao tốc và các nhà máy phát điện trong việc phát họa những mẫu khu vực ô nhiễm khác nhau ở những bang khác nhau. Trong phòng thí nghiệm, họ đã tiến hành phơi khô những mẫu lá và lá bao ngô, sau đó chuyển chúng thành graphite bằng một số phản ứng hóa học.

Tiếp tục, Graphite được phân tích trong Máy quang phổ khối thúc đẩy chu kỳ Carbon W.M. Keck-thiết bị dùng để đo chất đồng vị hiếm của carbon gọi là carbon phóng xạ. CO₂ thải ra từ khí phân hủy không chứa carbon phóng xạ do đó dễ phân biệt so với những nguồn khác. Nhờ đo bằng máy, các nhà khoa học đã tính được tất cả những mức CO₂ thải ra từ khí phân hủy tại địa điểm mà những mẫu bắp được thu thập.

California và thung lũng Ohio có lượng CO₂ từ khí phân hủy nhiều nhất, trong khi khu vực Colorado là ít nhất. Các nhà khoa học hy vọng tìm ra sự ô nhiễm ở California và những bang ven biển miền Tây đến đoạn phía Đông, tuy nhiên họ đã phát hiện ra Khu vực núi Rocky hiện thời cung cấp một “hàng rào” di động CO₂ từ khí phân hủy. Không khí trên vùng phía Tây gồm có Colorada, Idaho và New Mexico, là khu vực sạch nhất, chỉ với 370 phần triệu CO₂, không khí ở phía Đông Mỹ gồm Massachusetts, New Hampshire và New York chứa một lượng bổ sung 2.7 phần triệu CO₂ từ nguồn khí phân hủy, trong khi không khí ở Maryland, Ohio, Pennsylvania và West Virginia nhiều gấp 2 lần tức là 4.3 phần triệu CO₂ từ khí phân hủy.

Susan Trumbore, cũng là giáo sư khoa khoa học hệ trái đất và đồng nghiên cứu nói thêm “Chúng ta có thể nhận biết rõ hơn những mẫu khí thải và những thay đổi trong khí quyển để có sự điều hòa nguồn khí phân hủy động thực vật. Đây là phương thức trực tiếp để đo lượng CO₂ thải ra làm khí hậu trái đất ấm đang ấm dần lên".

Diana Hsueh sinh viên năm cuối UCI cũng là chỉ đạo nghiên cứu, cùng với các nghiên cứu viên John Southon và Xiaomei Xu, ngoài ra còn có Nir Krakauer của Học Viện Kỹ Thuật California. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Hiệp Hội Khoa Học Quốc Gia và cơ quan hàng không vũ trụ Hoa Kỳ.

Ánh Phượng