Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Hiện tượng axit hóa đại dương là nguyên nhân giải phóng nồng độ cao oxit nitơ vào khí quyển (22/11/2019)

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. Mới đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra một vòng hồi tiếp không mấy khả quan có thể khiến mọi thứ tồi tệ hơn. Theo một nghiên cứu, hiện tượng axit hóa đại dương được xem là nguyên nhân khiến cho hàm lượng oxit nitơ (N2O), một loại khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh thải ra vào không khí ngày càng tăng cao.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra axit hóa đại dương làm tăng lượng oxit nitơ được giải phóng vào khí quyển. Ảnh: karelstudio / Depositphotos

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.

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.

Ông Martin Breider, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp thêm bằng chứng cho thấy lượng khí thải CO2 ngày càng gia tăng đang phá vỡ các chu trình hóa sinh tự nhiên, do đó, rất nhạy cảm với những biến đổi của môi trường. Chúng tôi nhận thấy rằng: trong điều kiện thích hợp, một loại khí gây hiệu ứng nhà kính có thể làm tăng nồng độ của một loại khí khác thậm chí còn nguy hiểm, có hại hơn nhiều. Vì vậy, trong tương lai chúng tôi sẽ tiếp tục tiến hành thêm những nghiên cứu sâu rộng để tìm hiểu kỹ hơn lĩnh vực này”.

Các nhà khoa học cho biết: cho đến nay, kết quả nghiên cứu của họ chỉ thực sự có giá trị đối với một phần của đại dương mà họ đã thử nghiệm. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ được thực hiện để xác định xem hiện tượng này có xảy ra ở những vùng nước biển khác hay không.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Climate Change.

Nguồn: P.K.L (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 14/11/2019