Sự axit hóa đại dương thường được mô tả là tác nhân xấu xa của biến đổi khí hậu.
Giáo sư Richard Twitchett giải thích axit hóa đại dương là gì và nó có thể có ý nghĩa gì đối với hành tinh.
Các đại dương trên Trái Đất đang thay đổi do nồng độ carbon dioxide trong khí quyển tăng cao.
Nhà cổ sinh vật học của bảo tàng, Giáo sư Richard Twitchett giải thích: ‘Sự axit hóa đại dương là sự thay đổi độ pH của nước biển, vốn thường ở mức trung tính’.
Thang đo pH đo độ axit hoặc độ kiềm của một chất, trải dài từ 0 đến 14 với 7 nghĩa là không có tính axit cũng không có tính kiềm. Các chất có độ pH thấp hơn 7 là có tính axit, trong khi các chất có độ pH cao hơn được phân loại là kiềm.
Trong hàng triệu năm, đại dương duy trì trạng thái hơi kiềm, với độ pH trung bình khoảng 8,2.
Richard nói, ‘Carbon dioxide có trong khí quyển hòa tan vào đại dương. Điều này làm giảm độ pH, khiến nước có tính axit hơn.’
Quá trình axit hóa đại dương bắt đầu từ khi nào?
Có thể rất khó để nghiên cứu tính axit của đại dương từ thời xa xưa.
Tuy nhiên, các nhà khoa học biết rằng Cuộc cách mạng công nghiệp những năm 1800 đã làm tăng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển và vẫn tiếp tục tăng kể từ đó.
Tốc độ sản xuất khí này nhanh hơn tốc độ loại bỏ của thiên nhiên, nghĩa là lượng khí này được đại dương hấp thụ ngày càng tăng.
Người ta cho rằng hiện nay axit hóa đại dương diễn ra nhanh hơn so với 20 triệu năm qua. Trước đây, những thay đổi tương tự về độ pH đã diễn ra tự nhiên, nhưng trong thời gian dài hơn nhiều.
Nếu lượng khí thải carbon dioxide tiếp tục tích tụ ở mức này, đại dương sẽ tiếp tục hấp thụ ngày càng nhiều khí này mỗi năm.
Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng axit hóa đại dương?
Carbon dioxide là một loại khí vô hình, thường không mùi. Nó được thải ra thông qua các quá trình tự nhiên, nhưng cũng chủ yếu thông qua ngành công nghiệp của con người. Càng có nhiều carbon dioxide trong khí quyển, đại dương càng hấp thụ nhiều.
Nguyên nhân chính gây ra tình trạng này là việc đốt nhiên liệu hóa thạch.
Các quy trình công nghiệp khác cũng góp phần vào mức độ carbon dioxide trong khí quyển. Ví dụ, sản xuất xi măng chiếm khoảng 8% lượng khí thải trên toàn cầu vào năm 2015.
Ngoài ra, nạn phá rừng còn làm giảm số lượng thực vật hấp thụ khí.
Cây cối biến carbon dioxide thành mô hữu cơ như gỗ và lá. Khi cây bị đốn hạ, carbon này được chuyển trở lại thành carbon dioxide khi cây bị mục nát hoặc bị đốt cháy.
Nhưng ở các vùng ven biển, việc khai thác gỗ cũng có thể đẩy đất có tính axit vào các tuyến đường thủy, dần dần góp phần làm giảm độ pH trong đại dương.
‘Cũng có một khía cạnh tự nhiên’, Richard nói. ‘Tự nhiên có những phần rất chua của đại dương, chủ yếu xung quanh các lỗ thông thủy nhiệt dưới nước và các khe nước lạnh.’
Những khe hở này xuất hiện trên đáy biển và được tạo thành do hoạt động núi lửa dưới lòng đất.
‘Các khí thoát ra từ những bọt khí này và nổi lên trong nước chứa carbon dioxide, do đó một số vùng của đại dương thậm chí còn có tính axit hơn bề mặt đại dương.’
Sự thay đổi này có tác động như thế nào tới sinh vật biển?
Sinh vật biển đang gặp nguy hiểm do độ axit tăng cao. Các sinh vật có vỏ hoặc bộ xương làm từ canxi cacbonat đã bị ảnh hưởng, vỏ của chúng bắt đầu bị hòa tan.
Richard nói, ‘Một số đồng nghiệp người Ý của tôi đã so sánh quần thể ốc sên sống gần miệng núi lửa với những quần thể sống ở xa hơn.
‘Điều chúng tôi phát hiện ra, không có gì đáng ngạc nhiên, là những loài sống gần các lỗ thông hơi có tính axit cao hơn có lớp vỏ bị phân hủy.
‘Điều này có nghĩa là chúng phải dành nhiều năng lượng để cố gắng sửa chữa nhà cửa. Sau đó, chúng không thể dùng năng lượng đó vào việc phát triển hoặc sinh sản.’
Các thí nghiệm cũng chỉ ra rằng nếu nước có tính axit hơn, các loài động vật khác sẽ dày vỏ hơn và tồn tại theo cách đó, nhưng điều này cũng tiêu tốn thêm năng lượng.
Richard cho biết, ‘Một số loài có thể sống sót và sinh sản, mặc dù kích thước của chúng nhỏ hơn nhưng lại hiệu quả hơn, và điều này có thể ảnh hưởng lớn đến chuỗi thức ăn.’
Tại sao tính axit của đại dương lại quan trọng?
Sự axit hóa đại dương có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp thực phẩm.
Richard cho biết, ‘Người ta lo ngại rằng các loài động vật có vỏ mà chúng ta ăn, như hàu, cuối cùng có thể bị phân hủy và chết.
‘Rất nhiều thí nghiệm đã được tiến hành để xem xét vấn đề này và kết quả cho thấy phản ứng với độ axit tăng cao khác nhau ở mỗi loài.’
Các nghiên cứu về thời kỳ axit hóa thời tiền sử cho thấy nhiều nhóm động vật có thể sống sót – điều này cũng có thể xảy ra với các loài động vật bị ảnh hưởng hiện nay.
Richard cho biết, ‘Bằng cách xem xét những tác động của quá trình axit hóa trong quá khứ và diễn biến dài hạn trong tương lai, một số nhà sinh vật học biển hiện đang chuyển sang xem xét các vấn đề quan trọng khác, chẳng hạn như nồng độ oxy đang giảm dần trong đại dương.
‘Động vật có thể chịu được điều kiện có tính axit, nhưng chúng không thể sống sót nếu không có oxy.’
Chúng ta có thể làm gì để ngăn chặn tình trạng axit hóa đại dương?
Việc ngăn chặn quá trình axit hóa đại dương là điều gần như không thể.
‘Chúng ta có thể lấy carbon dioxide ra khỏi khí quyển và lưu trữ lâu dài, nhưng ngoài cách đó ra, chúng ta không thể thực sự tác động đến độ pH của đại dương theo bất kỳ cách nào.’
Bằng cách xem xét cách sự sống ứng phó với các giai đoạn axit hóa đại dương trước đây, các nhà khoa học có thể hiểu được cách chúng ứng phó với tình trạng pH giảm hiện nay.
Mặc dù có thể không thể ngăn chặn được quá trình axit hóa, nhưng bằng cách giảm lượng khí thải carbon – điều mà nhiều quốc gia đang cam kết thực hiện – thì việc làm chậm tốc độ diễn ra của quá trình này có thể nằm trong tầm tay chúng ta.
Trần Thái theo .nhm.ac
