Bón phân cho biển có thể làm mát Trái Đất?

Các nhà nghiên cứu tại Đại học MIT đã tìm ra một kết quả bất ngờ về việc kích thích sự phát triển của các sinh vật phù du như một phương pháp làm dịu mát khí hậu Trái Đất hiện nay.

Tương tự như những chiếc lá của cây gỗ thích ở vùng New England, sinh vật phù du chẳng hạn như các loại vi tảo, nền tảng cơ bản trong chuỗi thức ăn trong lòng đại dương, sẽ tiến hành hoạt động quang hợp khi nhận được ánh sáng mặt trời. Trong quá trình đó, chúng sẽ hấp thụ khí carbon dioxide từ không khí và chuyển hóa thành cacbonhydrat và khí oxi. Nhiều loài sinh vật phù du còn có khả năng giải phóng khí dimenthyl sulfide (DMS) vào bầu khí quyển, tạo thành một dạng khí phun mù sulfate (sulfate aerosols).

Chất khí dạng phun mù (khí dung) này có thể phản xạ trực tiếp ánh sáng của mặt trời, làm tăng độ dày của các đám mây và tính phản xạ lại ánh sáng của chúng. Điều này dẫn đến khả năng làm cho bầu khí quyển dịu mát hơn.

Khả năng của các sinh vật phù du giúp hấp thụ khí carbondioxide (CO2) - nguyên nhân của hiện tượng nóng lên toàn cầu – từ bầu khí quyển và tạo ra chất khí dung thúc đẩy hoạt động làm mát không khí đã khiến cho các nhà khoa học nghĩ đến phương pháp “bón phân cho biển” – thông qua việc rải một lượng lớn chất sulfate sắt và những vi chất dinh dưỡng khác nhằm kích thích sự phát triển của các sinh vật phù du.

Đây là phương pháp công nghệ địa cầu (geoengineer) đang thu hút sự chú ý nghiên cứu của các nhà khoa học trong việc tìm ra cách thức ngăn chặn và làm giảm hiện tượng nóng lên toàn cầu hiện nay

Một lượng lớn sinh vật phù du hình thành ở ngoài khơi bờ biển Portugal

Nhưng phương pháp này cũng có thể tiềm ẩn những nguy cơ. Thời tiết có thể chịu những tác động tiêu cực trong phạm vi lớn bởi sự gia tăng nhanh chóng của khí dimethyl sulfide (DMS) trong bầu khí quyển, một loại khí khiến cho không khí ở đại dương có mùi thơm nồng, đồng thời có thể tác động tới sự hình thành những đám mây ở phía trên đại dương - một trong những mấu chốt quan trọng nhất trong hoạt động của hệ thống khí hậu toàn cầu.

Trong một bản báo cáo gần đây công bố trên tạp chí Nature’s Scientific Reports, các nhà nghiên cứu của Đại học MIT đã tìm ra kết quả rằng nếu cố gắng cân bằng các loại khí gây ra hiệu ứng nhà kính bằng cách tăng cường hàm lượng khí dung DMS trong bầu không khí, thì điều này có thể gây ra sự thay đổi trong lưu lượng mưa. Từ đó sẽ gây ra những tác động bất lợi đến nguồn nước và cư dân sinh sống ở một số vùng.

“Những thảo luận liên quan đến phương pháp “công nghệ toàn cầu” đang được đề cập khá nhiều trong khoảng thời gian gần đây. Chính vì thế chúng ta cần phải thực sự hiểu rõ những hậu quả ngoài ý muốn có thể xảy ra nếu sử dụng phương pháp này”.

Theo lời của Chien Wang, đồng tác giả của công trình nghiên cứu về phương pháp “bón phân cho biển” và là nhà nghiên cứu khoa học cao cấp thuộc trung tâm MIT: “Công trình của chúng tôi đã đi sâu tìm hiểu khả năng áp dụng của phương pháp “bón phân cho biển” và nêu rõ những nguy cơ tiềm ẩn của phương pháp này đối với lưu lượng mưa”.

Nhằm kiểm tra những tác động của sự tăng cường tỷ lệ khí DMS lên nhiệt độ toàn cầu và lượng mưa, các nhà khoa học đã sử dụng một mô hình khí hậu toàn cầu thiết kế bởi Hiệp hội liên Chính phủ về thay đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC). Mô hình này có thể phỏng theo sự tiến triển và tương tác giữa đại dương, bầu khí quyển và các lục địa. Khi chạy chương trình ảo này, các nhà khoa học đã sử dụng và so sánh 2 giả định khác nhau và tìm ra một kết quả khá phức tạp.

Trong giả định đầu tiên, các nhà khoa học sử dụng yếu tố RCP4.5 – được thiết kế bởi IPCC nhằm mô phỏng mức độ tập trung của các loại khí gây ra hiệu ứng nhà kính, tỷ lệ khí dung trong bầu khí quyển và các chính sách thay đổi mục đích sử dụng đất nhằm làm giảm tỷ lệ khí gây hiệu ứng nhà kính của các quốc gia trong thế kỉ 21.

Các nhà khoa học cũng sử dụng yếu tố RCP4.5 trong giả định thứ hai nhưng có một sự khác biệt: tỷ lệ khí DMS tạo ra từ các sinh vật biển được gia tăng đến tỷ lệ tối đa có thể đạt được, tức cao hơn khoảng 2.5 lần so với giả định 1.

Kết quả của cuộc nghiên cứu sử dụng yếu tố RCP4.5 chỉ ra rằng sự tăng cường tỷ lệ khí DMS sẽ làm giảm quá trình tăng nhiệt độ trung bình trên bề mặt Trái Đất xuống chỉ còn một nửa . Điều này có nghĩa rằng đến năm 2100, nhiệt độ trung bình sẽ chỉ tăng khoảng 1.2 độ C. Nhưng mặt tiêu cực của phương pháp này sẽ là sự suy giảm rất lớn trong lượng mưa của một số vùng trên Trái Đất.

“Nhìn chung, kết quả mà chúng tôi tìm ra thể hiện rằng việc tăng cường tỷ lệ khí DMS có liên quan đến khả năng làm mát bầu khí quyển và làm giảm hiện tượng nóng lên toàn cầu, đặc biệt là ở những vùng phương Bắc”. Theo lời đồng tác giả của công trình nghiên cứu, tiến sĩ Benjamin Grandey.

Tuy nhiên, lượng mưa toàn cầu sẽ bị suy giảm, và điều này sẽ thật sự tồi tệ ở một số vùng trên thế giới. Châu Âu, mũi Hảo Vọng của châu Phi và vùng Pakistan sẽ nhận được lượng mưa ít kỉ lục so với số liệu mà lịch sử từng ghi nhận được. Các nhà khoa học cảnh báo rằng sự suy giảm lượng mưa sẽ làm giàm đáng kể nguồn nước, đe dọa đến chu trình tuần hoàn nước trên Trái Đất và đồng thời sẽ tác động tiêu cực đến môi trường và dân cư ở các vùng bị ảnh hưởng.

Các nhà nghiên cứu hi vọng rằng với những khám phá mới này sẽ thúc đẩy những nghiên cứu trong tương lai về những giả định thực tế hơn của phương pháp “bón phân cho biển”, những ảnh hưởng tiềm ẩn của phương pháp này đối với hệ sinh thái đại dương và đời sống của con người.

Những nghiên cứu tiếp nối thật sự cần thiết nhằm nâng cao tính khả thi của phương pháp “bón phân cho đại dương” như một phần của công nghệ toàn cầu trong việc làm giảm tỷ lệ khí gây hiệu ứng nhà kính và hiện tượng nóng lên toàn cầu.