Chất ô nhiễm Nitơ trong nước biển đe dọa bầu khí quyển

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế, do giáo sư hải dương học và khoa học khí quyển Robert Duce thuộc đại học Texas A&M chỉ đạo, đã kết luận rằng một lượng lớn hợp chất nitơ – phát thải vào bầu khí quyển trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và sử dụng phân bón nitơ của con người – hòa vào nước biển có thể loại khí cacbonic ra khỏi bầu khí quyển.  

Một nhóm 30 chuyên gia từ các học viện trên toàn thế giới đã trình bày kết luận trong số mới nhất trên tờ Science.

Các hợp chất nitơ tạo ra bởi con người được gió mang đi và lắng trong nước biển, chúng hoạt động như một loại phân bón, làm tăng sự phát triển của thực vật biển. Sự lớn mạnh của thực vật gây ra hiện tượng thêm nhiều khí cacbonic từ bầu khí quyển bị hấp thụ vào nước biển. Theo bài báo của nhóm nghiên cứu, quá trình này khiến 10% khí cacbonic trong khí quyển sinh ra do các hoạt động của con người bị loại bỏ, do đó có khả năng làm giảm sự ấm lên của khí hậu.

Tuy nhiên, một số chất nitơ lắng trong nước biển lại được tái xử lý để tạo thành một hợp chất nitơ khác gọi là nitơ oxit, hợp chất này sau đó lại được giải phóng trở lại bầu khí quyển. Duce giải thích, nitơ oxit là khí nhà kính có tác động mạnh – gấp khoảng 300 lần mỗi phân tử so với cacbonic – và vì vậy làm mất đi khoảng 2/3 những gì thu được từ việc loại bỏ bớt khí cacbonic. Ông cho biết: “Nhưng tất nhiên, toàn bộ hệ thống rất phức tạp và chúng tôi vẫn không chắc chắn về các tác động khác có thể xảy ra trong đại dương.”

Tảo bẹ đang lớn dần lên trong đại dương. Các hợp chất nitơ tạo ra bởi con người được gió mang đi và lắng trong nước biển, chúng hoạt động như một loại phân bón, làm tăng sự phát triển của thực vật biển. (Ảnh: iStockphoto/Tammy Pelus)

Theo Duce, tại hầu hết các vùng biển nitơ là chất dinh dưỡng giới hạn sự phát triển của thực vật. Vì vậy khi tất cả chất nitơ trên bề mặt của một vùng biển bị sử dụng hết, sẽ không còn loài thực vật biển nào tồn tại trong vùng đó. Duce giải thích rằng đội nghiên cứu của ông đã phát hiện những chất nitơ tạo ra bởi con người lắng trong nước biển chiếm khoảng 1/3 nguồn nitơ từ bên ngoài, làm tăng lượng nitơ cho sự phát triển của thực vật biển khiến loài thực vật sinh trưởng nhiều hơn..

Thực vật biển sống nhờ vào loại cácbon sinh trong nước biển (bicarbonate), lượng bicarbonate đó cân bằng với lượng khí cacbonic trong khí quyển. Khi lượng bicarbonate duy trì sự sống cho thực vật biển bị sử dụng hết, nó sẽ phá vỡ sự cân bằng, và khí cacbonic được kéo xuống nước biển từ khí quyển để lập lại trạng thái cân bằng đó.

Duce cho biết, sự làm giàu hợp chất nitơ tạo ra bởi con người trong đại dương loại bỏ một phần chất khí nhà kính quan trọng nhất – khí cacbonic – trong khí quyển. Tuy nhiên lợi ích này bị hạn chế bởi một hợp chất nitơ khác, nitơ oxit, cũng được hình thành từ sự làm giàu nitơ và lại được phát thải vào khí quyển như một loại khí nhà kính có tác động mạnh.

Duce nói rằng: “Nếu bạn không cân nhắc đến tác động của nitơ do con người tạo ra khi cố gắng điều hòa sự thay đổi khí hậu, bạn đang bỏ lỡ một phần quan trọng của chu kỳ cacbon và chu kỳ nitơ. Vì vậy sự lắng đọng nitơ là một nhân tố rất quan trọng trong vấn đề thay đổi khí hậu”.

Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, khoảng 54 triệu tấn nitơ được tạo ra bởi những hoạt động của con người đã lắng vào nước biển từ khí quyển trong năm 2000. Duce cho biết, nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy lượng nitơ phát thải hiện nay gấp khoảng 10 lần những năm1860. Ông thêm rằng lượng nitơ phát thải vào khí quyển sẽ tiếp tục tăng trong những thập kỷ tới cùng với nhu cầu năng lượng và phân bón tăng cao. Nhóm nghiên cứu dự đoán cho đến năm 2030, lượng nitơ tạo ra bởi con người phát thải vào khí quyển sẽ tăng lên 62 triệu tấn một năm.

Duce cho biết: “Rõ ràng có nhiều điều chúng ta chưa biết về quy mô và thời gian của tác động mà quá trình lắng đọng nitơ trong nước biển cũng như những phản ứng tiếp theo ảnh hưởng đến hệ thống khí hậu. Những mối quan hệ này gắn bó mật thiết và rất phức tạp, tương tác lẫn nhau. Đây là một điều rất quan trọng mà các nhà hoạch định chính sách phải chú tâm tới. Ngay cả các nhà khoa học đang cố gắng điều hòa phối hợp tìm hiểu, lập mô hình khí hậu trong tương lai cũng cần suy xét kĩ lưỡng.”