Làm sao chúng ta có thể giảm bớt khí nhà kính ra khỏi bầu khí quyển?

Như đã biết ở bài viết trước “Khí nhà kính, biến đổi khí hậu và tái tạo cacbon cho đất”, khí nhà kính ở một hàm lượng nhất định (khoảng 280 ppm) là cần thiết để duy trì thời tiết cho trái đất. Tuy nhiên khi hàm lượng của nó vượt mức cho phép (> 350 ppm) sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng. Trong bài viết này, cách thức làm giảm bớt khí nhà kính trong khí quyển được thảo luận.

Giả sử chúng ta thải ít khí nhà kính hơn?

Điều không cần bàn cãi là toàn thể nhân loại cần phải ngừng thải quá mức các khí nhà kính. Người ta ước tính rằng khoảng hai phần ba trong số những khí thải là do đốt nhiên liệu hóa thạch. Chúng ta cần phải chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và phát triển các nguồn năng lượng thay thế. Các chính phủ đều biết rất rõ điều này. Những nhóm hoạt động quốc tế đã được thành lập để đẩy mạnh mục tiêu này. Nó có thể là một trong những thay đổi khó thực hiện nhất trong lịch sử loài người, nhưng chúng ta cần phải tìm ra các chính sách và cơ chế để thực hiện nó nếu chúng ta muốn tồn tại. Nhưng đó không phải là vấn đề duy nhất của chúng ta.

Giả sử chúng ta có thể ngăn chặn tất cả việc thải khí vào ngày mai. Lượng khí nhà kính mà chúng ta đã thải vào khí quyển sẽ tiếp tục gây nóng toàn cầu trong nhiều thập kỷ và có lẽ nhiều thế kỷ sau nữa. Chúng sẽ làm tan chảy băng và đất đông lạnh, nâng cao mực nước biển và thải ra lượng lớn khí nhà kính vẫn đang bị đóng băng.

Đây có khả năng là một vấn đề cho Bắc Cực. Có một lượng lớn khí metan đông lạnh, một loại khí nhà kính mạnh, có thể được thải vào khí quyển khi bị tan chảy. Một số lượng lớn cacbon cũng đang bị đông trong tầng đất đóng băng vĩnh cữu (permafrost). Một môi trường ấm lên có thể giúp vi khuẩn tiêu hóa nguồn cacbon này và sinh ra khí cacbonic. Nếu quá trình tiêu hóa đó xảy ra mà không có oxy, giống như trong một đầm lầy hoặc vùng đất ngập nước, cacbon sẽ bị giải phóng dưới dạng khí metan bởi các vi khuẩn khác.

Vì vậy, việc giảm thải khí nhà kính là không đủ. Khi chúng ta giảm khí thải, chúng ta cũng phải ngăn chặn sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu. Nếu bây giờ chúng ta đang ở khoảng 400 ppm khí cacbonic và muốn trở lại 350 ppm một cách nhanh chóng, chúng ta cần phải lấy cacbon ra khỏi khí quyển và chôn nó ở đâu đó. Chúng ta cần phải tìm một ngôi nhà dài hạn cho 50 ppm khí cacbonic, tương đương với 106,25 tỷ tấn cacbon. Điều này có khả thi chăng?

Chúng ta có thể giữ tất cả cacbon đó ở đâu?

Chúng ta không thể lưu trữ cacbon trong khí quyển một cách an toàn trong vùng 70% bề mặt trái đất đang được bao phủ bởi nước. Khí cacbonic hòa tan trong nước và tạo thành axit cacbonic. Từ nhiều thập kỷ qua, chúng ta đã chứng kiến những ảnh hưởng của sự tăng dần lượng axit cacbonic trong nước biển. pH của nước biển đã giảm và sự axit hóa này đã giết chết nhiều sinh vật ở biển, bao gồm cả động vật có vỏ, san hô và sinh vật phù du.

Tuy nhiên, lưu trữ cacbon trong đất lại là một câu chuyện khác. Đó là nơi cacbon được sinh ra và là nơi cần cacbon. Các nhà khoa học ước tính rằng kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, việc khai hoang đất và trồng trọt nông nghiệp trên toàn thế giới đã thải ra 136 tỷ tấn cacbon từ đất. Vì vậy, do việc khai hoang và canh tác đất của con người, đất đã bị mất nhiều cacbon hơn chúng ta cần phải đưa trở lại đất.

Vậy đất còn chứa bao nhiêu cacbon? Còn nhiều lắm. Một lần nữa, các nhà khoa học ước tính rằng trong lớp đất bề mặt toàn cầu sâu 30 cm chứa khoảng 700 tấn cacbon, còn trong một met trên cùng của đất, con số này tăng hơn gấp đôi đến khoảng 1500 tỷ tấn. Rõ ràng là đất, vốn từng chứa tất cả cacbon này, có thể làm như vậy một lần nữa.

Nhưng trước khi chúng ta cố gắng trả lời các câu hỏi về việc làm sao đưa 106,25 tỷ tấn cacbon về lại đất, chúng ta hãy tìm hiểu đất thêm một chút nữa nào!

Sự háo cacbon của đất

Đất nói theo nghĩa đen là đang sống. Nó chứa đầy vi khuẩn, nấm, tảo, động vật nguyên sinh, giun và rất nhiều sinh vật khác nữa. Trên thực tế, một muỗng cà phê đất khỏe mạnh có chứa số lượng vi khuẩn nhiều hơn là tổng số người trên trái đất. Tất nhiên, như các dạng sống dựa trên cacbon, cộng đồng đông đúc này đòi hỏi phải có nguồn cung cấp vật chất hữu cơ liên tục để tồn tại. Vật chất hữu cơ đó (khoảng 58% là cacbon) đến dưới dạng các sinh vật sống, dịch tiết (thường là các loại đường đơn giản) và xác của chúng (thường là carbohydrate như cellulose). Những hợp chất này rất giàu năng lượng, dễ dàng được sinh vật tiêu thụ và nhanh chóng bị tiêu hóa bởi các vi khuẩn trong đất. Chu kỳ bán hủy của các loại đường đơn giản trong đất bề mặt trước khi chúng bị chuyển hóa có thể ít hơn 1 giờ.

Sự háo cacbon này của các sinh vật trong đất cũng có nghĩa là trong đất khỏe mạnh, chúng sẽ tiêu thụ nhanh chóng những vật chất hữu cơ có trong đó. Những vật chất hữu cơ được đưa vào cơ thể của chúng hoặc bị đốt cháy để sinh năng lượng và sinh ra khí cacbonic. Vi khuẩn trong một mẫu đất trồng ngô Iowa trong thực tế sinh ra nhiều khí cacbonic hơn là 25 người đàn ông khỏe mạnh đang làm việc. Khi những vi khuẩn này chết đi, cacbon trong tế bào của chúng sẽ được các sinh vật khác tiêu hủy và thải khí.

Các hoạt động của sinh vật trong đất thay đổi theo mùa cũng như theo chu kỳ hàng ngày. Không phải tất cả các sinh vật hoạt động cùng một lúc. Tại một thời điểm bất kỳ, hầu hết chúng ít hoạt động hoặc thậm chí không hoạt động. Lượng “thức ăn” có sẵn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ đông đúc và mức độ hoạt động của sinh vật đất.

Nhưng nếu cacbon được tiêu thụ trong đất rất nhanh chóng, thì tại sao nó không nhanh chóng biến mất?

Mời bạn đón đọc bài tiếp theo Nguồn cacbon và sự sống diễn ra trong đất (link to 8.h.3)

Tài liệu tham khảo

Jack Kittredge, Soil Carbon Restoration: Can Biology do the Job?, Northeast Organic Farming Association/Massachusetts Chapter, Inc. August 14, 2015