Lo ngại lượng khổng lồ khí nhà kính nguy hiểm hơn CO2 thoát khỏi biển

Nghiên cứu được công bố vào cuối tháng 8 cho thấy sự mất ổn định đáng chú ý của khí methane dưới đáy biển ngoài khơi bờ biển châu Phi cách đây 125.000 năm, sau khi sự thay đổi của các dòng hải lưu trên toàn cầu đã làm tầng trung lưu của biển ấm lên 6,8 độ C.

Hầu hết chuyên gia đồng ý rằng lượng khí methane nếu thoát ra khỏi biển và hòa vào bầu khí quyển có thể gây ra sự nóng lên khủng khiếp.

Tuy nhiên, những phát hiện mới, được công bố trong Biên bản của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ, nhấn mạnh rằng chúng ta còn biết rất ít về cách hành tinh sẽ phản ứng với lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính không kiểm soát được này.

Thời kỳ khí hậu hỗn loạn

Mẫu trầm tích mới được khai quật từ đáy biển cho thấy một giai đoạn lịch sử chứng kiến những sự kiện hỗn loạn trên Trái Đất cách đây khoảng 125.000 năm, được gọi là Eemian. Thời đại này thường khuấy động nỗi sợ hãi của các nhà khoa học, khi mà Trái Đất lúc đó ấm hơn so với hiện tại, trong khi mực nước biển cao hơn 6 m hoặc hơn so với ngày nay.

Một số người nghi ngờ tảng băng Tây Nam Cực có thể đã sụp đổ vào thời điểm đó, và một số ít thậm chí còn cho rằng có siêu bão đủ mạnh để nâng những tảng đá trên đỉnh vách đá ở Bahamas. Họ lo sợ trong tương lai, hành tinh sẽ trải qua thời kỳ này một lần nữa.

Methane hydrate (màu trắng) tại vịnh Mexico, năm 2014. Ảnh: AP/NASA.

Nghiên cứu mới đặt ra giả thuyết rằng lượng nước chảy lớn do tảng băng Greenland tan đã làm chậm quá trình lưu thông của Bắc Đại Tây Dương - một sự thay đổi có thể gây ảnh hưởng trên toàn cầu.

Các tác giả của nghiên cứu cho rằng khi các dòng hải lưu chậm lại và nước ấm hơn tràn vào tầng trung lưu của đại dương, nước tại thềm lục địa của vịnh Guinea dọc theo bờ biển châu Phi đã ấm lên đột ngột. Điều này gây mất ổn định khí methane trước đó đã lơ lửng dưới đáy biển.

Syee Weldeab - nhà cổ sinh vật học tại Đại học California ở Santa Barbara, người đứng đầu nghiên cứu cùng với những đồng nghiệp tại các tổ chức ở Đức, Trung Quốc và Australia - cho biết sự ấm lên của tầng trung lưu đại dương trong thời kỳ này “mạnh hơn nhiều so với các nghiên cứu mô hình trước đây đã giả định”.

“Và sau đó, sự giải phóng khí methane mạnh mẽ và dai dẳng trong một thời gian dài hơn, khiến nó về cơ bản dễ nhận thấy qua lớp trầm tích, qua cột nước, và có khả năng tràn vào bầu khí quyển”, ông nói.

“Uy lực” của khí methane

Trong một giai đoạn 20 năm, methane giữ nhiệt mạnh hơn carbon dioxide ít nhất 80 lần, nhưng khí này sẽ bắt đầu giảm bớt trong khí quyển trong vài năm.

Lượng khí methane phát thải hiện tại thường do rò rỉ nhiên liệu hóa thạch, từ phân gia súc, các bãi chôn lấp, và một số nguồn khác. Chúng đang đóng vai trò lớn trong sự ấm lên của Trái Đất.

Tuy nhiên, cũng có một lượng lớn khí methane tự nhiên bị khóa lại dưới dạng tinh thể chứa nước gọi là hydrate, bị chôn vùi trong lớp bùn ở thềm lục địa của Trái Đất.

Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ ước tính lượng khí methane chứa trong hydrate trên toàn cầu ít nhất “gấp hơn 4.000 lần lượng khí đốt tự nhiên được tiêu thụ ở Mỹ vào năm 2010”. Các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách đã bắt đầu chú ý đến methane hydrate không chỉ vì lo ngại về biến đổi khí hậu, mà còn vì chúng có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng.

Băng tan ở Nam Cực. Ảnh: iStock.

Hydrate hình thành qua các thời kỳ địa chất dài, phần lớn là kết quả của việc các sinh vật biển nhỏ bé cung cấp năng lượng cho cơ thể của chúng trong điều kiện thiếu oxy và giải phóng khí methane như một sản phẩm phụ. Khí methane hợp nhất với nước và tạo thành các cặn đóng băng. Chúng vẫn ổn định miễn là có đủ áp lực từ trọng lượng của nước ở trên, và miễn là nhiệt độ vẫn đủ mát.

Nghiên cứu mới dựa trên bằng chứng có trong lõi trầm tích đại dương dài hơn 100 m được khai thác ở vịnh Guinea, ngoài khơi bờ biển Cameroon. Các nhà khoa học có thể sử dụng vỏ của những sinh vật nhỏ bé đã chết trong các vùng nước cổ đại và trầm tích để suy ra trạng thái của môi trường ở những thời đại khác nhau.

Những lớp vỏ đó chứa bằng chứng về sự kiện ấm lên lớn của đại dương. Chúng cũng cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ về sự phổ biến của một dạng biến thể nhất định của carbon, được gọi là đồng vị, mà những sinh vật nhỏ này tạo thành vỏ của chúng. Sự bất thường đó, như Weldeab và các đồng nghiệp giải thích, báo hiệu một môi trường đầy methane.

Vì nghiên cứu không thể đo lường trực tiếp khí methane cổ đại, các nhà khoa học đang suy luận sự hiện diện của nó dựa trên bằng chứng thay thế này.

Ý kiến trái chiều

Các chuyên gia có quan điểm trái chiều về nghiên cứu và ý nghĩa của nó.

“Đồng vị carbon rất phức tạp. Các kết luận từ dữ liệu như thế này luôn chỉ là tạm thời, và chỉ trở nên mạnh mẽ hơn nếu có nhiều bằng chứng hơn xác nhận chúng”, David Archer, một nhà địa chất học tại Đại học Chicago, người trước đây đã viết rằng hydrate có thể sẽ giải phóng một ít khí methane trong thế kỷ này nhưng nó sẽ không phải là “thảm họa”.

Carolyn Ruppel, nhà khoa học chính của Dự án Hydrate Khí tại Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ, gọi công trình mới này là một nghiên cứu hấp dẫn.

“Điều này có thể đã thực sự xảy ra ở nơi này vào thời điểm đó do AMOC đang suy yếu”, bà Ruppel nói, đề cập đến Atlantic Meridional Overturning Circulation, một trong những dòng hải lưu quan trọng tuần hoàn trên Đại Tây Dương.

Tuy nhiên, bà nói rằng nghiên cứu này chưa đủ sức nặng để có thể thay đổi các quan điểm hiện có.

Sông băng ở phía đông Greenland. Ảnh: AFP/NASA.

Ví dụ, các nhà khoa học tin rằng một số phần nhỏ methane hydrate dưới đáy biển đã bị phá vỡ ngày nay, do phản ứng với sự ấm lên tương đối ít của đại dương. Nhưng “rất ít khí methane thoát ra khỏi mặt nước biển để hòa vào với không khí”, bà Ruppel nói thêm.

Tuy nhiên, Weldeab gợi ý rằng ít nhất 125.000 năm trước, phần lớn khí methane có thể đã thoát ra và vào không khí, một phần vì có quá nhiều methane trong nước biển.

“Chúng tôi tìm thấy bằng chứng cho thấy có sự giải phóng khí methane qua cột nước. Bắt đầu từ độ sâu 1.300 m, đi lên bề mặt", ông nói.

Tuy nhiên, một câu hỏi quan trọng khác là liệu các vụ vỡ methane hydrate chỉ xảy ra ở vịnh Guinea hay chúng xảy ra trên khắp Trái Đất.

“Chúng tôi và các đồng nghiệp của mình sẽ xem xét sự kiện này ở các khu vực khác để xác định xem đây là một sự kiện địa phương hay toàn cầu”.

Hồng Ngọc

Theo Washington Post