Hôm nay: Thứ 4, 05/10/2022 08:58

Hiện tượng Axit hóa đại dương do CO2 tăng cao

Hiện tượng Axit hóa đại dương do CO2 tăng cao

Nồng độ CO2 trong khí quyển.

Nghiên cứu mới cho thấy nồng độ CO2 trong khí quyển vào tháng 5 đã đạt ngưỡng 420 ppm, cao hơn 50% so với thời kỳ tiền công nghiệp.

Đây là nồng độ cao chưa từng thấy trong khoảng 4 triệu năm qua, Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) hôm 3/6 nhấn mạnh. Các phép đo được thực hiện tại Đài quan sát Mauna Loa ở Hawaii, nơi lý tưởng nhất nằm trên một ngọn núi lửa, cho phép nó thoát khỏi ảnh hưởng có thể có của ô nhiễm cục bộ.

Trước cuộc “cách mạng công nghiệp”, nồng độ carbon dioxide (CO2) đã duy trì ổn định ở mức 280 phần triệu (ppm) trong khoảng 6.000 năm văn minh nhân loại. Mức 420 ppm hiện tại có thể so sánh với nồng độ ước tính trên 400 ppm cách đây 4,1 đến 4,5 triệu năm. Vào thời điểm đó, mực nước biển cao hơn bây giờ từ 5 đến 25 m, đủ cao để nhấn chìm nhiều thành phố lớn hiện nay.

Bước vào thời kỳ công nghiệp, con người đã thải một lượng lớn CO2 vào không khí thông qua việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất điện, hoạt động giao thông vận tải, sản xuất xi măng và nạn phá rừng.

CO2 là khí nhà kính giữ nhiệt, dần dần gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nó vẫn tồn tại trong bầu khí quyển và đại dương suốt hàng nghìn năm.

NOAA lưu ý rằng hiệu ứng nhà kính đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng, bao gồm sự gia tăng cả về cường độ và tần suất xuất hiện của các đợt nắng nóng, hạn hán, hỏa hoạn và lũ lụt.

“Nồng độ carbon dioxide đang ở mức mà chúng ta chưa từng trải qua trước đây, nhưng đó không phải điều gì mới mẻ. Chúng ta đã biết về điều này trong nửa thế kỷ nhưng không thể làm gì để thay đổi nó”, nhà khoa học Pieter Tans tại Phòng thí nghiệm Giám sát Toàn cầu cho hay (Theo AFP).

Sự a xít  hóa liên quan đến nồng độ CO2.

Nồng độ carbon dioxide (CO2) trong khí quyển ngày càng tăng cao không chỉ là biểu hiện cho sự thay đổi khí hậu bề mặt mà nó còn gây ra hiện tượng axit hóa các đại dương với tốc độ cao một cách đáng báo động.

Axit hóa đại dương đã và đang trở thành một mối lo ngại và được biết đến là một trong những nguyên nhân góp phần quan trọng dẫn đến biến đổi khí hậu. Tình trạng nồng độ CO2 trong khí quyển ngày càng gia tăng cũng có nghĩa là nguy cơ các đại dương hấp thụ khí này cũng ở mức cao tương ứng, tính axit của nước do đó cũng cao hơn. Đây là những yếu tố lần lượt ảnh hưởng đến sự biến đổi khí hậu của các hệ sinh thái biển, tẩy trắng các rạn san hô, phá vỡ chuỗi thức ăn tự nhiên, làm rối loạn bản năng sinh tồn của các loài cá và thậm chí hòa tan (theo đúng nghĩa đen) lớp calcite dưới đáy biển.

Tác động của a xít hóa đến môi trường biển

  1. Làm mềm khung xương san hô và mềm vỏ giáp xác

Khi CO2 hòa tan vào nước sẽ làm giảm pH của nước theo phản ứng của một ô xít a xít hòa tan vào nước. Tuy là một a xít yếu nhưng khi trong môi trường nước vẫn phân ly ra ion H+ là nguyên nhân giảm độ pH của nước.

Sự tăng nồng độ H+ sẽ làm giảm độ pH. Sự giảm pH dẫn đến cacbonat bị hòa tan, làm mềm vỏ của giáp xác và giảm khả năng hình thành khung xương san hồ. Với lượng hòa tan lớn gây ra sự giảm pH lớn làm chết rạn san hô hay hiện tượng tảy trắng san hô.

  1. Làm giảm khả năng chuyển hóa nitrat

Sự chuyển hóa nitrat tạo thành N2 hay quá trình Denitrat hóa vi sinh vật cần lượng kiềm lớn: Độ kiềm trong nước biển là một chỉ số quan trọng để hỗ trợ hệ vi sinh vật hoạt động cũng như các tác động lên các phản ứng hóa lý. Khi nồng độ H+ tăng cao dẫn đến độ kiềm giảm và điều này ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa trong chu trình ni tơ đặc biệt là khả năng chuyển hóa thành nitrat trong chu trình chuyển hóa thành ni tơ tự dọ.

  1. Sinh ra N2O lớn hơn gây hiệu ứng nhà kính

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại EPFL, Viện Công nghệ Tokyo và Cơ quan Khoa học và Công nghệ Biển- Trái đất (JAMSTEC) đã phát hiện ra một hiệu ứng mới. Theo nhóm nghiên cứu, tính axit của nước càng cao thì lượng N2O giải phóng vào khí quyển càng nhiều. Hàm lượng N2O cao trong không khí là nguyên nhân làm tăng hiệu ứng khí nhà kính nhiều hơn gấp gần 300 lần so với khí CO2 và có thể tồn tại trong khí quyển trong một thời gian dài, từ đó, làm suy giảm và cạn kiệt tầng ôzôn trong khí quyển.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm bằng cách thu thập các mẫu nước từ năm vị trí khác nhau trên vùng biển ngoài khơi Nhật Bản trong giai đoạn từ năm 2013 đến 2016. Để kiểm tra nồng độ khí oxit nitơ thải ra vào các môi trường ở các mức độ axit khác nhau, nhóm nghiên cứu đã tiến hành hạ thấp độ pH của các mẫu để làm tăng tính axit. Điều này kích hoạt một quá trình trong đó các vi khuẩn sinh sống trong nước bắt đầu quá trình chuyển hóa amoni thành nitrat, tạo ra N2O dưới dạng sản phẩm phụ.

Các nhà khoa học nhận thấy rằng nước biển ở vùng đặc biệt của Thái Bình Dương – khu vực cận Bắc Cực gần đảo Hokkaido nằm ở phía bắc Nhật Bản có tính axit cao hơn, do đó, khiến cho nồng độ oxit nitơ tăng lên đáng kể.

Một điều thú vị là, trong các mẫu nước thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã ghi nhận rằng tỷ lệ chuyển hóa của amoni thành nitrat đã giảm, nhưng bằng cách nào đó, lượng N2O được giải phóng lại tăng lên. Các nhà nghiên cứu không chắc chắn chính xác về nguyên nhân của hiện tượng này, họ cho rằng đó có thể là do những thay đổi về nồng độ pH trong nước biển đang tác động đến các cơ chế sinh hóa khác theo những cách không ngờ tới.

Một nghiên cứu được thực hiện trước đó cũng đã cho thấy tỷ lệ chuyển hóa amoni thành nitrat đang giảm dần. Tuy nhiên, sự khác biệt ở đây là công trình nghiên cứu trước đó đã kết luận rằng tỉ lệ amoni chuyển hóa thành nitrat giảm dần đồng nghĩa với việc mức N2O cũng giảm, trong khi, nghiên cứu mới lại chứng minh điều ngược lại (Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Climate Change).

Như vậy cả trực tiếp lẫn gián tiếp sự tăng lên của nồng độ CO2 gây ra những hệ quả và là nguyên nhân chính yếu dẫn đến biến đổi khí hậu, suy giảm hệ sinh thái nghiêm trọng. Việc cắt giảm khí thải, tìm kiếm nguồn năng lượng mới là một yêu cầu cấp thiết. Trong đó việc nghiên cứu các giải pháp loại bỏ CO2 cần được khuyến khích và tạo điều kiện hơn bao giờ hết.