Thí nghiệm về đất kéo dài 37 năm tiết lộ mối đe dọa khí hậu tiềm tàng

Sau gần 40 năm, các nhà khoa học phát hiện ra rằng tình trạng ấm lên có thể giải phóng lượng carbon “ổn định” trong đất, qua đó có khả năng đẩy nhanh biến đổi khí hậu do làm gia tăng lượng khí thải CO₂. Nguồn: Shutterstock.

Sau gần 40 năm nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện bằng chứng thách thức một giả định tồn tại từ lâu về đất rừng. Thí nghiệm làm ấm đất có thời gian dài nhất thế giới cho thấy rằng ngay cả lượng carbon từng được xem là ổn định cũng có thể bắt đầu phân hủy khi nhiệt độ tăng, giải phóng thêm khí CO₂ vào bầu khí quyển.

Jerry Melillo, nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Sinh học Biển (Marine Biological Laboratory), đã dành 37 năm nghiên cứu các lô đất được làm ấm trong Khu rừng Harvard (Harvard Forest) ở miền trung bang Massachusetts. Trong suốt quá trình thí nghiệm, các nhà nghiên cứu duy trì nhiệt độ của đất cao hơn 5⁰C so với khu vực đất xung quanh quanh năm.

Theo Melillo, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn mức tăng 5⁰C vì khi thí nghiệm bắt đầu cách đây nhiều thập kỷ, đây được xem là ngưỡng trên của các dự báo về mức độ nóng lên toàn cầu.

“Vi sinh vật là thành phần thiết yếu của hệ sinh thái đất vì chúng phân hủy chất hữu cơ và tái chế các nguyên tố cần thiết cho sự phát triển của cây trồng”, Melillo giải thích. “Khi hiện tượng nóng lên làm thay đổi cấu trúc của các quần thể vi sinh vật này, quá trình mất carbon từ đất có thể diễn ra nhanh hơn”.

Nhiệt độ tăng làm thay đổi cách đất rừng lưu trữ carbon

Thí nghiệm kéo dài hàng chục năm đã cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi phản ứng của đất trong một khoảng thời gian hiếm có. Trong suốt quá trình làm ấm gần bốn thập kỷ, họ quan sát thấy rằng những thành phần ổn định của chất hữu cơ trong đất - vốn trước đây được cho là có khả năng chống lại sự phân hủy do hiện tượng nóng lên-cũng bắt đầu bị phân hủy.

Khi các kho dự trữ carbon lâu dài này phân hủy, chúng giải phóng thêm khí CO₂ vào khí quyển. Phát hiện này cho thấy đất rừng có thể thải nhiều carbon vào khí quyển hơn so với những gì các nhà khoa học từng dự đoán trong điều kiện Trái Đất tiếp tục ấm lên.

Nhiệt độ trung bình toàn cầu hiện đã tăng khoảng 1,1-1,4⁰C kể từ thời kỳ Cách mạng Công nghiệp. Melillo cho biết mức độ nóng lên trong tương lai sẽ phụ thuộc phần lớn vào các hành động nhằm cắt giảm phát thải khí nhà kính.

“Nếu chúng ta cắt giảm mạnh lượng khí CO₂ phát thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch hoặc giảm nạn phá rừng, mức tăng nhiệt độ dự kiến sẽ thấp hơn”, Melillo cho biết.

Cải thiện các mô hình khí hậu nhờ nghiên cứu dài hạn

Việc phát hiện quá trình phân hủy của lượng carbon ổn định trong đất cho thấy có thể tồn tại một vòng phản hồi khí hậu mạnh hơn so với nhận thức trước đây. Khi hành tinh ấm lên, đất có thể giải phóng nhiều carbon hơn; lượng carbon này lại làm tăng nồng độ CO₂ trong khí quyển, từ đó góp phần thúc đẩy hiện tượng nóng lên diễn ra mạnh hơn.

Các nhà nghiên cứu cho rằng việc đưa quá trình mới được phát hiện này vào các mô hình khí hậu sẽ giúp cải thiện khả năng dự báo biến đổi khí hậu trong tương lai, đồng thời cung cấp cái nhìn đầy đủ hơn về cách thức chu trình carbon của Trái Đất phản ứng trước sự gia tăng nhiệt độ.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.