Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng tốc độ tăng lượng carbon dioxide trong khí quyển hiện nay là chưa từng có, nhanh gấp 10 lần so với bất kỳ giai đoạn nào trong 50.000 năm qua, nêu bật những tác động lớn đối với động lực khí hậu toàn cầu và khả năng hấp thụ carbon dioxide của Nam Đại Dương trong tương lai.
Các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích hóa học chi tiết về băng Nam Cực cổ đại đã phát hiện ra rằng tốc độ gia tăng lượng carbon dioxide trong khí quyển hiện nay nhanh gấp 10 lần so với bất kỳ thời điểm nào trong 50.000 năm qua.
Kết quả vừa được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc giacung cấp những hiểu biết mới quan trọng về các giai đoạn biến đổi khí hậu đột ngột trong quá khứ của Trái đất và đưa ra cái nhìn sâu sắc mới về tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ngày nay.
“Nghiên cứu về quá khứ dạy cho chúng ta biết tỷ lệ carbon dioxide ngày nay khác biệt như thế nào2 Kathleen Wendt, trợ lý giáo sư tại Trường Khoa học Trái đất, Đại dương và Khí quyển tại Đại học bang Oregon và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Sự thay đổi ngày nay thực sự là chưa từng có”.
“Nghiên cứu của chúng tôi đã xác định tốc độ tăng carbon dioxide tự nhiên nhanh nhất từng được ghi nhận trong quá khứ và tốc độ đó xảy ra ngày nay, chủ yếu là do khí thải của con người, cao hơn gấp 10 lần.”
Carbon dioxide, hay CO2, là một loại khí nhà kính xuất hiện tự nhiên trong khí quyển. Khi carbon dioxide đi vào khí quyển, nó góp phần làm khí hậu nóng lên do hiện tượng nóng lên toàn cầu. Trong quá khứ, mức độ đã dao động do chu kỳ kỷ băng hà và các nguyên nhân tự nhiên khác, nhưng ngày nay chúng đang tăng lên do khí thải của con người.
Phân tích lõi băng ở Nam Cực
Băng tích tụ ở Nam Cực qua hàng trăm nghìn năm bao gồm các khí khí quyển cổ xưa bị mắc kẹt trong các bong bóng khí. Các nhà khoa học sử dụng các mẫu băng này, được thu thập bằng cách khoan lõi sâu tới 2 dặm (3,2 km), để phân tích dấu vết hóa chất và xây dựng hồ sơ về khí hậu trong quá khứ. Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ đã hỗ trợ việc khoan lõi băng và phân tích hóa học được sử dụng trong nghiên cứu.
Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng trong kỷ băng hà cuối cùng, kết thúc khoảng 10.000 năm trước, có một số giai đoạn nồng độ carbon dioxide dường như tăng vọt trên mức trung bình. Wendt cho biết những phép đo này không đủ chi tiết để tiết lộ bản chất đầy đủ của những thay đổi nhanh chóng, hạn chế khả năng hiểu những gì đang xảy ra của các nhà khoa học.
Một lát lõi băng Nam Cực. Các nhà nghiên cứu nghiên cứu các hóa chất bị mắc kẹt trong băng cổ để tìm hiểu về khí hậu trong quá khứ Nguồn hình ảnh: Katherine Stelling, Đại học Bang Oregon
“Bạn có thể không mong đợi được thấy điều đó vào cuối kỷ băng hà cuối cùng,” cô nói. “Nhưng sự quan tâm của chúng tôi đã bị khơi dậy và chúng tôi muốn quay lại những thời kỳ đó và thực hiện các phép đo chi tiết hơn để xem điều gì đang xảy ra.”
Sử dụng các mẫu lõi băng phân chia dải băng Tây Nam Cực, Wendt và các đồng nghiệp của ông đã điều tra những gì đang xảy ra trong những khoảng thời gian đó. Họ đã xác định được một mô hình cho thấy lượng carbon dioxide tăng vọt này xảy ra cùng với các đợt lạnh ở Bắc Đại Tây Dương được gọi là sự kiện Heinrich, có liên quan đến sự thay đổi khí hậu đột ngột trên khắp thế giới.
Christo Boisert, phó giáo sư tại Trường Khoa học Trái đất, Đại dương và Khí quyển và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Những sự kiện Heinrich này thực sự đáng chú ý”. “Chúng tôi cho rằng nguyên nhân là do dải băng ở Bắc Mỹ sụp đổ nghiêm trọng. Điều này bắt đầu một phản ứng dây chuyền liên quan đến những thay đổi của gió mùa nhiệt đới, gió tây ở Nam bán cầu và lượng lớn khí carbon dioxide này.”2 Ra khỏi đại dương.”
So sánh mức tăng carbon dioxide tự nhiên và hiện tại
Trong thời kỳ gia tăng tự nhiên lớn nhất, carbon dioxide đã tăng khoảng 14 phần triệu trong 55 năm. Những bước nhảy xảy ra khoảng 7.000 năm một lần. Với tốc độ hiện nay, quy mô tăng trưởng sẽ chỉ mất từ 5 đến 6 năm.
Bằng chứng cho thấy rằng trong các giai đoạn CO2 tự nhiên tăng lên trước đây, gió tây đóng vai trò quan trọng trong quá trình lưu thông ở đại dương sâu cũng đang mạnh lên, dẫn đến sự giải phóng nhanh chóng lượng khí carbon dioxide từ Nam Đại Dương.
Nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng những cơn gió tây này sẽ mạnh lên trong thế kỷ tới do biến đổi khí hậu. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng những phát hiện mới cho thấy rằng nếu điều này xảy ra, nó sẽ làm giảm khả năng hấp thụ carbon dioxide do con người tạo ra của Nam Đại Dương.
Wendt cho biết: “Chúng ta phụ thuộc vào Nam Đại Dương để hấp thụ một phần lượng khí carbon dioxide mà chúng ta thải ra, nhưng gió phía nam gia tăng nhanh chóng đang làm suy yếu khả năng làm điều đó của nó”.
Tham khảo: “Nam Đại Dương đã thải carbon dioxide vào khí quyển trong nhiều thập kỷ2 “Vươn lên qua Heinrich Stadiales” của Kathleen A. Wendt, Christoph Nierpas-Ahls, Kyle Niezgoda, David Nunn, Michael Kalk, Laurie Mainville, Julia Gottschalk, James W. B. Ray, Jochen Schmidt, Hubertus Fischer, Thomas F. Stocker, Juan Muglia, David Ferreira, Sean A. Marcotte, Edward Brook và Christo Boisert, ngày 13 tháng 5 năm 2024, Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
doi: 10.1073/pnas.2319652121
Các đồng tác giả khác bao gồm Ed Brock, Kyle Niezgoda và Michael Kalk của Bang Oregon; Christoph Neerbas-Ahles Đại học Bern ở Thụy Sĩ và Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia ở Vương quốc Anh; Thomas Stocker, Jochen Schmidt và Hubertus Fischer của Đại học Bern; Laurie Mainville thuộc Đại học New South Wales ở Úc; James Rae từ Đại học St Andrews, Vương quốc Anh; Juan Muglia đến từ Argentina; David Ferreira của Đại học Reading ở Vương quốc Anh và Sean Marcotte của Đại học Wisconsin-Madison.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ.