Các rạn san hô sẽ chết hết nếu tình trạng axit hoá nước biển không giảm

Nếu đà CO₂ thải vào khí quyển cứ như hiện nay, các rạn san hô trên Trái Đất sẽ lần lượt biến mất do tình trạng axit hóa đại dương.

Một nghiên cứu lần đầu tiên được công bố cách đây không lâu cho biết, tình trạng axit hoá đại dương (ocean acidification) có thể sẽ đe dọa đến sự tồn vong của các rạn san hô trên Trái Đất. Axit hoá đại dương là quá trình mà các loại khí có gốc axit (điển hình như CO₂) hoà tan vào nước biển tạo thành các axit làm giảm độ pH của biển.

Trong suốt hơn 22 ngày giữa thời điểm tháng 9 - 10/2014, các nhà khoa học đã bơm thuốc kháng axit vào hệ thống đá ngầm san hô lớn nhất thế giới Great Barrier Reef ở ngoài khơi nước Úc. Họ phát hiện thấy bằng cách giảm độ axit của nước, san hô đã có thể phát triển và sinh trưởng trở lại. Nghiên cứu trên cũng đồng thời được đăng tải trên tạp chí Nature.

Axit hoá đại dương (ocean acidification) có thể sẽ đe dọa đến sự tồn vong của các rạn san hô trên Trái Đất.

Các đại dương đang ngày càng bị axit hóa nhiều hơn bởi tình trạng hấp thu khí CO₂ từ bầu khí quyển. Khi CO₂ tương tác với nước biển, chúng kết hợp với các hoá chất trong nước và khiến nước biển mang tính axit. Nhóm chuyên gia đặc biệt Blue Ribbon Panel thuộc chương trình nghiên cứu Axit hóa đại dương đã tiến hành thử nghiệm tại tiểu bang Washington vào 2012 và phát hiện thấy rằng, tình trạng loài hàu và cua có lớp vỏ mỏng là sản phẩm của sự tác động từ hiện tượng axit hóa nước biển.

Trong khi đó, san hô được tạo nên chủ yếu từ Canxi carbonat (CaCO₃) và phát triển thành từng dải lớn. Nhưng tình trạng axit hóa đại dương đã khiến cho các dải san hô này ngày càng bị thu hẹp đáng kể do sự ăn mòn của nước biển khi pH suy giảm. Tuy vậy cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng xác thực nhất về tình trạng axit gây nên hiện tượng khử canxi.

Thử nghiệm và những kết quả vô cùng ấn tượng

Derek Manzello, điều tra viên chính của Chương trình giám sát quốc gia về rạn san hô của Cơ quan Khí quyển và Đai Dương Mỹ (NOAA) cho biết: "Việc ứng dụng thử nghiệm trên một rạn san hô thực tế khiến cho nghiên cứu này thực sự trở nên đột phá".

Axit được đo bằng độ pH trong dải từ 0 - 14 độ biểu hiện sự thay đổi từ tính axit sang kiềm. Nước tinh khiết thường là trung tính và có độ pH là 7. Trong khi đó bất cứ chất gì có độ pH thấp hơn 7 đều mang tính axit.

Trong lịch sử, độ pH của đại dương từng được ghi nhận dao động quanh mức 8,2 hoặc hơi mang tính kiềm. Tuy vậy trong hai thế kỷ vừa qua, nước biển đã nghiêng nhiều hơn về thang đo tính axit. Hiện nay độ pH của đại dương là 8,1 và đang có xu hướng nghiêng về phía tính axit nhiều hơn 25% so với trong quá khứ.

Nhưng những giá trị này có ý nghĩa thế nào? Nếu bạn chưa biết thì chỉ với một thay đổi 0,1 độ pH cũng đủ tạo ra những biến đổi mạnh mẽ khiến nhiều sinh vật biển bị chết do không kịp thích ứng vì chúng đã quen với pH cao. Nhiều hoạt động sinh lý của nhiều loài cũng bị tác động bởi yếu tố này.

Quy trình tác động của khí CO₂ gây nên tình trạng axit hoá đại dương.

Nghiên cứu trên được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu do hai tác giả chính Rebecca Albright và Ken Caldeira thuộc Viện khoa học nghiên cứu rạn san hô One Tree thuộc dải san hô Great Barrier Reef có tên Carnegie. Sở dĩ các nhà khoa học chọn vị trí này bởi sự cô lập của rạn san hô One Tree. Nó được bao quanh bởi ba đầm phá và tách biệt khỏi nước biển khi thủy triều xuống thấp. Điều này giúp các nhà khoa học có thể thuận tiện nghiên cứu hơn trong điều kiện tự nhiên.

Albright đánh giá kết quả nghiên cứu thu được giống như một canh bạc. Cô nói: "Chúng tôi đã được đền đáp bởi chúng tôi có thể tìm hiểu những thứ mà trong giới hạn phòng thí nghiệm không thể tìm ra, đồng thời có thể hiểu được những phản ứng trong môi trường tự nhiên".

Các nhà khoa học đã bơm hoạt chất thuốc nhuộm và natri hydroxit (một loại kiềm), theo như mô tả của Caldeira là "thuốc kháng axit" vào rạn san hô mỗi ngày một lần và trong vòng một giờ khi thủy triều xuống thấp. Sau khoảng hơn một giờ, họ bắt đầu so sánh tình trạng nước biển ở phía thượng lưu và hạ lưu khi đi qua trạm bơm. Quy trình này nhằm kiểm tra tác dụng của thuốc nhuộm và thuốc kháng axit trên san hô.

Những thay đổi về lượng thuốc nhuộm sẽ giúp nhóm nghiên cứu có thể hiểu được có bao nhiêu lượng nước biển đã pha loãng hỗn hợp. Trong khi những thay đổi về lượng thuốc kháng axit sẽ giúp họ tìm ra việc các rạn san hô đã hấp thụ bao nhiêu thuốc.

"Cắt giảm khí thải CO₂" là giải pháp duy nhất

Các nhà khoa học đầu tiên nghĩ đến ý tưởng giảm độ axit trong nước biển sẽ không có tác dụng trên san hô. Tuy nhiên họ phát ra rằng, các rạn san hô hấp thụ trung bình 17,3% thuốc kháng axit trong thử nghiệm. Hấp thụ thuốc kháng axit giúp bù đắp đi khá nhiều lượng canxi bị axit trong nước biển ăn mòn. Nhờ sự hấp thụ đó, nhóm nghiên cứu phát hiện quá trình canxi hoá đã tăng 7% trong suốt nghiên cứu.

Kết quả này càng chứng minh cho thấy, việc đảo ngược quá trình axit hóa đại dương sẽ là cách hữu hiệu để phục hồi và phát triển các rạn san hô dưới đại dương.

Khung cảnh thử nghiệm của các nhà nghiên cứu.

Đây là thử nghiệm thứ ba của Caldeira. Hai thí nghiệm đầu tiên của Caldeira đều tập trung chủ yếu vào việc cải tiến các phương pháp. Trong thử nghiệm thứ hai được tiến hành vào 2013, kết quả thu về cũng tương tự như kết quả của thử nghiệm lần thứ ba này. Tuy vậy, nhóm chưa bao giờ công bố kết quả nghiên cứu bởi Caldeira muốn khẳng định chắc chắn về những phát hiện trước khi công bố.

Albright cho rằng nghiên cứu này có mối liên kết rất chặt chẽ với một nghiên cứu từng được tiến hành tại các rạn san hô ở Tây Bắc Thái Bình Dương vào 2012. Phát hiện lúc đó được NOAA công bố vào tháng 11/2012 cho thấy, có hàng tỷ ấu trùng hàu đã chết tại các trại giống ở Washington trong giai đoạn 2005 - 2009 do tình trạng axit hóa đại dương gây nên. Độ pH trong nước giảm đã ăn mòn lớp vỏ yếu ớt của những ấu trùng hàu còn quá nhỏ.

Liệu tương lai chúng ta có còn được thấy những rạn san hô đa màu sắc lung linh dưới đáy biển?

Rõ ràng nghiên cứu đã chứng minh một cách cụ thể tác động của khí nhà kính CO₂ lên các rạn san hô. Nhưng giải pháp để giải quyết triệt để và có tính lan toả trên toàn cầu thì không phải dễ dàng để thực hiện. Chính vì vậy đúng như câu nói của Albright: "Thực sự giải pháp duy nhất lúc này là cắt giảm khí thải CO₂" mới là điều mà tất cả chúng ta cần phải chung tay hành động để giải quyết. Nhóm nghiên cứu đang hy vọng sẽ giảm độ axit trong đại dương xuống dưới mức của thời tiền công nghiệp.

Những nỗ lực của mỗi cá nhân sẽ chỉ như "muối bỏ bể" nếu như Chính phủ các nước không có những động thái cứng rắn trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu và chống lại sự diệt vong của muôn loài.