Sự nguy hiểm khi các vi khuẩn đói khát ở Bắc Cực đang trỗi dậy

Băng tại Greenland đang tan nhanh giúp nhiều vi khuẩn trỗi dậy

Vùng lãnh nguyên Bắc Cực lạnh giá đã hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển trong hàng thiên niên kỷ, một chất cân bằng thiết yếu cho khí hậu của hành tinh chúng ta. Hiện nay, có vẻ như khu vực này đang thải ra nhiều khí giữ nhiệt hơn là hấp thụ khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên.

Sự thay đổi này đe dọa sẽ khuếch đại sự nóng lên hơn nữa và cho thấy rằng biến đổi khí hậu không phải lúc nào cũng là một quá trình chậm rãi. Thay vào đó, nó có thể tăng tốc với những bước nhảy vọt.

Bắc Cực đang tan chảy

Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia của Mỹ (NOAA) đã công bố Báo cáo thường niên về Bắc Cực vào tuần trước. Báo cáo tập hợp các nghiên cứu từ cực bắc của hành tinh. Khi năm 2024 có khả năng là năm nóng nhất trong lịch sử sắp kết thúc, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khu vực Bắc Cực đang nóng lên nhanh gấp 4 lần so với tốc độ toàn cầu. Việc này gây ra hậu quả bất lợi cho mọi thứ: từ đất, băng, thực vật sống ở đó rồi sau đó tới động vật ăn những loại thực vật đó cho đến các cộng đồng phụ thuộc vào chúng và mọi thứ khác trên Trái đất.

Giám đốc của NOAA Rick Spinrad cho biết: "Đây là một dấu hiệu nữa về hậu quả của việc giảm ô nhiễm nhiên liệu hóa thạch không thỏa đáng vốn đã được các nhà khoa học dự đoán".

Ở phía trên vòng Bắc Cực, chỉ có khoảng 4 triệu người sinh sống. Tuy nhiên, khu vực này là một nút thắt địa chính trị lớn đang bắt đầu trở nên dễ tiếp cận hơn đối với hoạt động vận chuyển khi băng biển tan. Bên cạnh đó, băng tan làm xuất hiện căng thẳng về lãnh thổ giữa các quốc gia khi họ bắt đầu cuộc chạy đua giành khoáng sản và dầu mỏ ở khu vực này.

Bắc Cực cũng quan trọng đối với thời tiết toàn cầu vì nó thúc đẩy các dòng hải lưu và khí quyển ở vĩ độ thấp hơn. Đây là một trong những khu vực mà các nhà khoa học có thể quan sát những thay đổi riêng biệt khi nhiệt độ trung bình tăng lên, chẳng hạn như khi băng biển phản chiếu nhường chỗ cho đại dương hấp thụ ánh sáng mặt trời hoặc khi lượng mưa rơi xuống dưới dạng mưa thay vì tuyết.

Sự trỗi dậy của vi khuẩn

Trong hầu hết các hệ sinh thái, thực vật hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển. Những thực vật đó phát triển rồi chết đi hoặc bị động vật tiêu hóa rồi động vật cũng chết đi. Thành phần chứa carbon trong xác của động thực vật như lignin, xenluloza, axit béo, protein… nuôi dưỡng các vi sinh vật phân hủy các phân tử lớn, đồng thời thải lại carbon dioxide vào không khí, hoàn thành chu trình carbon.

Lãnh nguyên vốn là một quần xã sinh vật Bắc Cực đóng băng không có cây cối với mùa đông dài tối và mùa hè ngắn, làm thay đổi sự cân bằng của chu trình này. Mặc dù không có sinh khối dày đặc, phát triển nhanh như rừng mưa nhiệt đới, thảm thực vật của nó vẫn hít vào khoảng một tỉ tấn carbon dioxide mỗi năm, gần bằng một phần năm tổng sản lượng hàng năm của loài người.

Bên dưới lãnh nguyên, lớp đất đóng băng vĩnh cửu quanh năm, ngăn chặn sự trỗi dậy của các vi khuẩn thường phân hủy thảm thực vật. Kết quả tích lũy là đất Bắc Cực trữ một lượng carbon khổng lồ, lên tới 1,6 nghìn tỉ tấn trên toàn khu vực. Con số đó gấp đôi lượng carbon trong khí quyển.

Tuy nhiên, khi nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên, lớp đất đóng băng vĩnh cửu không còn "vĩnh cửu" nữa và các vi khuẩn từng ngủ đông bắt đầu thức dậy với sự thèm ăn, sẵn sàng tiêu hóa mọi chất hữu cơ trong đất. Quá trình đó dẫn đến thải ra khí carbon dioxide cũng như mê-tan, một loại khí nhà kính thậm chí còn nguy hiểm hơn.

Trong những năm qua, lớp đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy đã làm thay đổi cán cân carbon theo cách mà Bắc Cực hấp thụ ít hơn và thải ra nhiều hơn. Riêng năm nay, 9 trong số 20 địa điểm giám sát đất đóng băng vĩnh cửu đã báo cáo nhiệt độ cao kỷ lục.

Tuy nhiên, quá trình này diễn ra phức tạp có thể khiến chúng ta ngộ nhận. Chuyên gia Brenden Rogers tại Trung tâm nghiên cứu khí hậu Woodwell, người đã đóng góp vào báo cáo về Bắc Cực, cho biết: "Nhiệt độ ấm lên có xu hướng làm tăng lượng hấp thụ carbon dioxide trong mùa hè. Nhưng chúng cũng tạo ra lượng khí thải carbon dioxide ròng tăng lên từ các vi khuẩn đất vào mùa thu, mùa đông và mùa xuân".

Vòng luẩn quẩn từ cháy rừng

Giờ đây, một yếu tố nữa đã thực sự biến vùng lãnh nguyên Bắc Cực từ nơi chứa carbon thành nguồn carbon: cháy rừng. Đáng chú ý là cháy rừng trong quá khứ thỉnh thoảng cũng bùng phát ở các vùng Bắc Cực, nhưng trong những năm gần đây, tần suất và mức độ nghiêm trọng của chúng đã tăng lên. Khi xem xét từ 2001 đến 2020, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cháy rừng là nguồn chính gây ra khí nhà kính và là mối lo ngại thường trực đối với hệ sinh thái tại Bắc Cực. Năm ngoái là mùa cháy rừng tồi tệ nhất được ghi nhận ở Bắc Cực và năm nay, lượng khí thải từ cháy rừng cũng lớn thứ hai.

Lửa sau đó có thể dẫn đến việc băng vĩnh cửu tan chảy nhiều hơn, khiến nhiều thứ trên mặt đất dễ bị cháy hơn, tạo ra một vòng luẩn quẩn đầy ác mộng.

Tin vui là lãnh nguyên vẫn có thể đảo ngược xu thế hiện tại để trở thành một bồn chứa carbon. Tuy nhiên, điều này chỉ xảy ra nếu nhiệt độ toàn cầu giảm xuống.

Rogers lưu ý rằng có rất nhiều biến động theo năm về lượng carbon mà khu vực này hấp thụ. Điều đó cho thấy có những nỗ lực ngắn hạn đang hoạt động hiệu quả. Nhưng kết quả cho thấy rằng con người không thể coi thường các quần xã sinh vật hấp thụ carbon truyền thống. Không chỉ khí thải nhà kính từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch đang thúc đẩy sự nóng lên; mà sự mất mát của các hệ thống tự nhiên cũng rất quan trọng. Và những tác động từ việc mất mát này gây hiệu ứng nhà kính bắt đầu phát tác đe dọa loài người.

Spinrad cho biết: "Chúng ta đang cùng nhau chứng kiến những tác động theo thời gian ở Bắc Cực một cách sống động và đã đến lúc kêu gọi hành động".

Anh Tú