Hành tinh của chúng ta sẽ không thể là hành tinh ta sống như hiện tại nếu không có đại dương vì vô số lý do, trong đó có vô số lý do mà nó đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát khí hậu của chúng ta. Một lớp đại dương cụ thể, được gọi là vùng chạng vạng (twilight zone), có thể mất rất nhiều công sức để biến điều đó thành hiện thực.
Theo Viện Hải dương học Woods Hole có trụ sở tại Cape Cod ở Massachusetts, mức độ carbon dioxide trong bầu khí quyển của chúng ta “sẽ tăng gần 50%” nếu không có nhiều dịch vụ sinh thái mà khu vực chạng vạng cung cấp. Các nhà khoa học tại trung tâm nghiên cứu đó đã khám phá trong một báo cáo gần đây những gì chúng ta đã biết về hệ sinh thái biển phức tạp này và những câu hỏi vẫn còn đó.
Từ chỗ chứa phần lớn cá biển theo trọng lượng, đến việc tạo điều kiện loại bỏ tới 6 tỷ tấn carbon từ thượng nguồn đại dương mỗi năm, các hoạt động hàng ngày của vùng chạng vạng giúp tạo ra sự sống – trong và ngoài vùng nước mặn của nó. Và mặc dù sự thật này đã đúng từ lâu, nhưng chúng ta vẫn coi đó là điều hiển nhiên giữa bối cảnh khí hậu của ta đang thay đổi.
Ken Buesseler, một nhà hóa sinh tại Woods Hole, người đã đóng góp vào báo cáo, cho biết: “Một số tác động mà chúng ta đang trải qua [trong] cuộc khủng hoảng khí hậu sẽ tồi tệ hơn nhiều nếu không có các hoạt động bình thường của đại dương như hiện tại”.
Tuy nhiên, trước tình trạng sử dụng nhiên liệu hóa thạch bừa bãi, hành tinh đang phải vật lộn để duy trì trật tự sinh thái của mình. Biến đổi khí hậu do con người thúc đẩy đang đặt ra một mối đe dọa lớn đối với khả năng tự điều chỉnh của đại dương và nói chung là hệ sinh thái toàn cầu.
Bạn có thể nghĩ về đại dương giống như một dải đổi màu. Ánh sáng mặt trời chiếu sáng một dải nhỏ của bề mặt, sau đó lọc xuống cho đến khi nó biến mất hoàn toàn ở độ sâu tối như mực của đại dương, khoảng 1.000 mét bên dưới. Ngăn cách hai thái cực này là một phần nước lớn, bóng tối, chứa đầy sự sống.
Buesseler nghĩ về vùng chạng vạng này – còn được gọi là vùng mesopelagic, từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là ‘giữa’ và ‘biển mở’ – giống như một người gác cổng giữa bề mặt và vực sâu. Nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển một số carbon bắt đầu trong bầu khí quyển của chúng ta xuống đáy đại dương, nơi nó có thể bị cô lập trong hàng trăm đến hàng nghìn năm.
Nhưng một đại dương ấm hơn, có tính axit hơn thì không hỗ trợ việc duy trì vai trò của nó như một trong những bể chứa carbon lớn nhất trên hành tinh của chúng ta. Buesseler cho biết, đại dương lưu trữ lượng carbon nhiều hơn 50 lần so với bầu khí quyển và 20 lần so với thực vật trên cạn và đất. Nếu những xu hướng khí hậu này vẫn tiếp diễn, không rõ liệu danh hiệu vô địch carbon của nó có bền vững hay không.
Ngoài việc nghiên cứu cách đại dương hấp thụ carbon và các quá trình đó gặp nguy hiểm như thế nào, còn có một câu hỏi tồn tại, hấp dẫn khác:
Liệu con người có thể cố ý thay đổi đại dương- (Hy vọng “ý” ở đây là bảo vệ) để hấp thụ carbon dioxide hiệu quả hơn nhằm ngăn chặn thảm họa sinh thái không?
Dưới đây là cái nhìn chính xác về cách đại dương giúp chúng ta loại bỏ lượng carbon dư thừa, cách hệ thống của nó đang thay đổi do biến đổi khí hậu cũng như hy vọng và nỗi sợ hãi lớn nhất của các nhà nghiên cứu về một tương lai không chắc chắn khi nói đến lượng khí thải carbon của chính chúng ta.
‘Điệu nhảy’ giúp kiểm soát lượng carbon
Nơi mặt trời chiếu sáng trên bề mặt nước, các loài thực vật cực nhỏ được gọi là thực vật phù du và tảo đang vui vẻ hấp thụ những tia sáng đó và hấp thụ carbon dioxide trong khi chúng quang hợp. Để đổi lấy lượng CO2 đó, những sinh vật vô hình này tạo ra khoảng một nửa lượng oxy mà chúng ta sinh sống trên cạn hít thở, Buesseler lưu ý.
Sau đó, khi mặt trời lặn, vô số loài cá và các sinh vật biển khác trú ngụ ở vùng trung lưu bắt đầu một cuộc hành trình dài, vượt lên hàng trăm mét để kiếm ăn những loài thực vật thủy sinh ngon lành đó (và lẫn nhau) dưới sự bao phủ của bóng tối. Khi ăn, chúng tiêu thụ một số carbon mà những cây nhỏ bé đó hấp thụ từ khí quyển. Vào lúc mặt trời mọc, các sinh vật quay trở lại vùng chạng vạng để ẩn náu khỏi những kẻ săn mồi cho đến khi lặp lại quá trình vào buổi tối hôm sau.
Morgan Raven, một nhà địa hóa hữu cơ và nhà địa sinh học tại Đại học California Santa Barbara, cho biết: “Chính điệu nhảy phối hợp khổng lồ này là cách tất cả các sinh vật hoạt động hàng ngày”. “Nó diễn ra theo quy mô thời gian mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt, [nhưng] hầu hết chúng ta không nhìn thấy được.”
Khi những con cá nhỏ đó đi ị, hoặc khi những kẻ săn mồi lớn hơn của chúng đi ị, chất thải đó chứa một số carbon được cây trồng thu giữ. Cơ thể đang phân hủy của bất kỳ sinh vật biển nào cũng vậy.
Trong khi đó, một số tỷ lệ phần trăm thực vật cực nhỏ phát triển trên bề mặt sẽ chết và chìm khá nhanh qua cột nước, Raven nói. Những hạt nhỏ bé này kết hợp với các vật liệu hữu cơ khác, cộng với những mảnh đá và vỏ nhỏ, để tạo thành thứ mà các nhà nghiên cứu gọi là “tuyết biển” và vì lý do chính đáng: sự kết hợp của các hạt chất thải đại dương này rất giống tuyết rơi vào đêm đông.
Tất cả những vật chất này đều có cơ hội đến được đại dương sâu thẳm, nơi nó có thể nằm ngoài bầu khí quyển, được thúc đẩy bởi lực hấp dẫn cũ đơn thuần.
Ảnh của NOAA National Ocean Service qua Wikimedia Commons
Qua con mắt của một nhà thám hiểm robot dưới đáy biển, tuyết trên biển trông giống như “món súp nguyên thủy sắp đổ xuống bạn”, Raven nhớ lại.
“Về cơ bản, nó chỉ là những mảnh carbon từ bầu khí quyển có thể một tuần trước đã biến thành một thứ gì đó còn sống đang chìm xuống đáy biển,” cô nói thêm. “Và nếu nó đi vào bùn, nó có thể nằm trong một tảng đá hàng triệu năm” – mối liên hệ giữa hiện tại của chúng ta và quy mô thời gian địa chất lớn hơn nhiều.
Tuyến đường đi làm hàng ngày của vùng chạng vạng – được gọi là máy bơm di cư trong báo cáo – cộng với máy bơm trọng lực được cung cấp nhiên liệu bởi tuyết biển là hai trong số những cách đại dương chuyển carbon. Ngoài ra còn có máy bơm trộn, được cung cấp năng lượng bởi các sự kiện cụ thể như bão mùa đông giúp đẩy carbon từ bề mặt xuống sâu thông qua quá trình trộn vật lý, Buesseler nói.
Với sự rộng lớn của đại dương toàn cầu, rất khó để có được một ý tưởng rõ ràng về những gì đang diễn ra ở độ sâu của nó. Buesseler nhấn mạnh rằng các nhà khoa học có rất nhiều câu hỏi nổi cộm về cách hoạt động chính xác của những chiếc máy bơm này, và chỉ phần nào của carbon thực sự tạo ra dưới đáy đại dương mà không bị ăn hoặc ngấm trở lại nước do carbon dioxide thải ra ngoài khi cá hô hấp. dọc đường. Ước tính khoảng 90% carbon dạng hạt được tiêu thụ trong chuyến đi của nó qua cột nước, tùy thuộc vào vị trí và thời gian trong năm.
Carbon dioxide bị khóa lại và lưu trữ trong nước biển theo cách khác dưới dạng carbon vô cơ hòa tan. Nhưng khả năng đó có thể giảm đi do chính quá trình này đã giúp bảo vệ chống lại.
Một đại dương thay đổi trong một thế giới nóng lên
Chìa khóa để hòa tan khí cacbonic là nhiệt độ. Theo báo cáo, nước lạnh có khả năng hòa tan và hấp thụ các khí như CO2 tốt hơn so với nước ấm hơn, đó là lý do tại sao một lượng lớn nó được hòa tan trong vùng nước ớt nhất của đại dương. Khi phần nước nặng đó chìm xuống biển sâu, một phần lớn CO2 đó có thể được lưu trữ trong một thời gian dài.
Nhưng khi đại dương tiếp tục ấm lên giống như phần còn lại của hành tinh, nước của nó được dự báo sẽ trở nên kém hiệu quả hơn trong việc hấp thụ carbon dioxide, và thậm chí có thể giải phóng nó trở lại bầu khí quyển nhanh hơn.
Đại dương càng hấp thụ nhiều CO2, nước của nó càng trở nên có tính axit. Theo báo cáo, sau nhiều năm làm việc ngoài giờ để hấp thụ một phần CO2 dư thừa mà chúng ta đã đưa vào bầu khí quyển, quá trình axit hóa đại dương đã tăng 30% so với mức thời kỳ tiền công nghiệp và có thể tăng thêm 120% vào năm 2100. Cao- môi trường axit là một tin xấu đối với các sinh vật biển như san hô, trai và trai tạo vỏ từ canxi cacbonat. Độ PH thấp hơn trong đại dương khiến vỏ của chúng khó phát triển hơn, dễ bị vỡ hơn và trong điều kiện khắc nghiệt, chúng có nguy cơ tan nhanh hơn mức chúng có thể phát triển.
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu để giải đáp sự ấm lên và axit hóa ảnh hưởng như thế nào đến máy bơm carbon sinh học. Raven nói rằng sự thay đổi hóa học đại dương chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến “ai đang phát triển mạnh và ai đang gặp khó khăn” trong hệ sinh thái biển, điều này có thể ảnh hưởng đến những sinh vật nào đang thực hiện hành trình xuyên qua cột nước hoặc ăn tuyết dưới biển rơi xuống vực sâu. Báo cáo cũng cảnh báo rằng hoạt động đánh bắt cá thương mại ở vùng chạng vạng mà không được quản lý và kiểm tra các tác động môi trường thích hợp có thể “có tác động đáng kể đến chu trình các-bon biển”.
“Chúng tôi đã có một khoảng thời gian tương đối tốt ở đây, trong đó đại dương đã tha thứ. Nó đã thấm nhuần nhiều hơn trong quá khứ so với những gì có thể xảy ra trong tương lai, ”Raven nói. “Về cơ bản, chúng tôi đang lấp đầy nó.”
Làm nhiều hơn việc hạn chế lượng khí thải của chúng ta
Các nhà nghiên cứu có rất nhiều điều để tìm hiểu về vùng hoàng hôn và những phát triển nhất định có thể mang lại cho họ sự linh hoạt và cơ hội hơn. Ông lưu ý rằng sự gia tăng của các nhà thám hiểm biển tự hành bằng robot có nghĩa là các nhà khoa học như Buesseler không còn phải đi trên một con tàu trong các nhiệm vụ kéo dài 30 ngày để thu thập dữ liệu, ông lưu ý.
Nhưng quá trình trinh sát vùng trung lưu vẫn còn phức tạp, đòi hỏi sự thay đổi lớn trong việc lấy mẫu về độ sâu, vị trí và thời gian trong năm. Các nhà nghiên cứu cũng cần thiết lập một đường cơ sở về cách hoạt động của vùng hoàng hôn – nhưng làm thế nào để bạn thực hiện điều đó trong khi nó đang tích cực thay đổi khi hành tinh ấm lên?
“Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu xem nó sẽ trông như thế nào trước tất cả những thay đổi này, đồng thời chúng tôi thậm chí đang cố gắng tìm ra cách theo dõi hoặc quan sát nó,” Raven nói.
Trên toàn cầu, các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách loại bỏ nhiều CO2 hơn khỏi khí quyển bằng cách khai thác sức mạnh của các máy bơm carbon của đại dương. Những can thiệp này bao gồm phân phối các chất dinh dưỡng để hỗ trợ sự phát triển của thực vật nhiều hơn trên bề mặt, đến việc bơm CO2 vào vùng chạng vạng hoặc đáy biển một cách vật lý.
Ý tưởng về việc con người can thiệp vào các quá trình sinh thái để giải quyết một vấn đề – vấn đề mà chúng tôi đã tạo ra – đang gây tranh cãi, làm dấy lên lo ngại về khả năng gây ra những hậu quả không lường trước được. Tuy nhiên, Buesseler lập luận rằng mặc dù việc giảm lượng khí thải là rất quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, nhưng nó sẽ không đủ để hạn chế sự nóng lên ở mức chính 1,5 độ C so với mức thời kỳ tiền công nghiệp.
“Bạn sẽ không [hạn chế sự nóng lên] trừ khi bạn cũng có thể tăng lượng lưu trữ ở một nơi nào đó trên đất liền hoặc trong đại dương, và đây là đại dương đã và đang di chuyển hàng tỷ tấn carbon,” Buesseler nói. “Tại sao chúng ta không thể thay đổi điều đó?”
Việc xác định cách thức và vị trí các công nghệ loại bỏ carbon này hoạt động tốt nhất, cũng như bất kỳ rủi ro nào mà chúng gây ra và cách bảo vệ đại dương trong thời gian chờ đợi, sẽ đòi hỏi sự tài trợ ổn định và hợp tác quốc tế.
Vùng hoàng hôn là một trong số các khía cạnh của hệ sinh thái biển vô giá đối với tất cả sự sống trên Trái đất và các nhà nghiên cứu cho biết chúng ta cần làm mọi cách để bảo tồn nó. Nhưng bản thân công nghiệp hóa là một loại thử nghiệm toàn cầu, kéo dài nhiều thế kỷ của con người và chúng tôi đang theo dõi hậu quả của nó diễn ra ngay bây giờ. Việc ngăn chặn những kết quả tồi tệ nhất trong khi bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên trong đại dương và hơn thế nữa sẽ đòi hỏi con người phải có hành động từ nhiều phía – một số trong số đó có thể nghe giống như khoa học viễn tưởng cách đây nhiều thập kỷ.
“Không phải là có một giải pháp thay thế, đó là ngồi lại và không gây hại gì,” Raven nói. “Cánh cửa đó đã đóng.”
Nguồn: PBS News
Linh Đàm
Bài viết thuộc bản quyền Linhdam.Co. Chào đón chia sẻ của độc giả.
Riêng với chia sẻ vì mục đích thương mại, đăng bài trên báo mà chưa có sự đồng ý của tác giả là KHÔNG ĐƯỢC PHÉP. Quý đối tác/bạn đọc có nhu cầu liên hệ với Linh về bản quyền, cơ hội hợp tác, hoạt động thương mại, vui lòng email tới info@linhdam.co hoặc linhngocdam@gmail.com.