Đi tìm lý do lượng oxy trên Trái Đất liên tục suy giảm

So với 800 ngàn năm trước, lượng oxy trong bầu khí quyển đã giảm đi 0,7%. Mặc dù con số này không đủ làm hại sự sống của toàn nhân loại và muông thú nhưng đủ để khiến các nhà khoa học đau đáu đi tìm câu trả lời.

Theo ScienceAlert, dựa trên những phân tích bong bóng khí bị nhốt trong lõi băng ở đảo Greenland và Nam Cực, một nhóm nghiên cứu đến từ ĐH. Princeton, New Jersey, Mỹ đã phát hiện ra rằng, lượng oxy trong bầu khí quyển đã giảm 0,7% trong suốt 800 ngàn năm qua. Đó chắc chắn là một mối lo không gì nguy hiểm hơn cho tương lai loài người.

Để có được câu trả lời ngay hiện tại quả không dễ dàng. Thực tế, oxy trên hành tinh vẫn luôn được tái sản sinh bởi con người, động thực vật và thậm chí là đá silicat. Tuy nhiên chưa có con số nào đong đếm được sự cân bằng giữa lượng mất đi và sản sinh thêm. Duy hiện tại chỉ có lõi băng là cách tốt nhất mà con người có thể tìm hiểu còn bao nhiêu lượng oxy tồn tại trong bầu khí quyển.

Các hệ sinh thái trên Trái Đất luôn có mối quan hệ tương tác lẫn nhau. Mặc dù sự suy giảm của một hệ sinh thái chỉ là hạt bụi nhỏ nhưng bù lại cung cấp khá chi tiết những bí mật của một hành tinh như ngày nay. Có hai giả thuyết được các nhà khoa học đặt ra tại thời điểm này chính là sự gia tăng tỷ lệ xói mòn và hiện tượng thay đổi khí hậu.

Xói mòn khiến các lốp trầm tích bị lộ, đồng thời tạo ra quá trình oxy hóa các lớp trầm tích mới, gián tiếp gây nên hiện tượng giảm nồng độ oxy trong không khí.

Một nguyên nhân khác cũng giải thích cho hiện tượng chính là sự thay đổi khí hậu trong dài hạn, cụ thể trong vài triệu năm qua. Nhiệt độ Trái Đất thực tế đã gia tăng từ khá sớm nhưng thực sự chỉ nóng hơn trong hơn một thế kỷ gần đây. Tuy nhiên ngay cả trước khi con người bắt đầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các đại dương vẫn làm mát khá chậm, điều đó tạo ra một chuỗi phản ứng sinh thái khiến lượng oxy giảm đi.

Nhà khoa học Daniel Stolper giải thích: "Trước khi con người đốt nhiên liệu hóa thạch, đại dương vẫn luôn có thể làm nguội trong suốt 15 triệu năm qua, đó là bởi đại dương có thể lưu trữ được nhiều oxy trong bầu khí quyển hơn ở nhiệt độ lạnh nhưng đó là sau cuộc cách mạng công nghiệp, độ hòa tan của oxy trong đại dương ngày càng tăng do nhiệt độ nước biển tăng".

Sở dĩ nước biển tăng gây nên hiện tượng suy giảm oxy bởi lẽ, nhiệt độ tác động lên vi khuẩn phụ thuộc vào oxy trong các đại dương và lớp trầm tích, khiến chúng trở nên tăng động và tiêu thụ oxy nhiều hơn. Điều đó cũng góp phần gây cạn kiệt nguồn oxy trong đại dương và không khí nói chung.

Thời điểm vài tỷ năm đầu của sự sống trên Trái Đất, khí quyển của hành tinh xanh gần như không có oxy. Các nhà khoa học tin rằng, một loại vi khuẩn siêu nhỏ có tên cyanobacteria đã tiến hóa và thúc đẩy gia tăng lượng oxy trong bầu khí quyển, và đó cũng là khởi nguồn cho sự sống ngày nay.

Tỷ lệ oxy suy giảm thực sự không đáng lo bằng gánh nặng đến từ CO2 trong bầu khí quyển, nhưng thực tế cho thấy, oxy đã từng có sức ảnh hưởng rất lớn tới lượng ánh sáng tiếp cận bề mặt Trái Đất, thậm chí đã có bằng chứng thể hiện, sự thay đổi lượng oxy đã gây ảnh hưởng rất lớn tới khí hậu của Trái Đất trong quá khứ.

Nhà nghiên cứu Daniel Stolper cảnh báo rằng, dữ liệu báo cáo đã không bao quát toàn bộ thời điểm 200 năm trước khi cuộc cách mạng công nghiệp bắt đầu. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc, hậu quả có thể còn trậm trọng hơn chúng ta tưởng. Stoplper chia sẻ: "Chúng ta đang tiêu thụ oxy với một tốc độ nhanh gấp một ngàn lần so với trước đây. Loài người đã hoàn toàn cắt ngắn chu trình tái phục hồi bằng việc đốt và xả thải hàng tấn carbon vào không khí...".

Phát hiện mới cũng tạo ra sự mâu thuẫn đến kỳ lạ. Nhiều giả định cho rằng, đáng lẽ nồng độ CO2 phải tăng lên khi oxy giảm xuống. Tuy nhiên cũng chính một nghiên cứu trước đây đã phủ nhận sự mâu thuẫn này khi lưu ý rằng, nồng độ CO2 trong khí quyển đã không thay đổi và luôn giữ ở mức trung bình trong suốt 800 ngàn năm qua.

Từ bậc tiểu học, các em đã quen với khái nhiệm oxy chiếm 21% trong tổng lượng khí có trong bầu khí quyển bao gồm Nitơ, Argon và CO2. Nhưng những gì đã và đang tiếp tục thay đổi chắc chắn sẽ khiến khái niệm này phải biến đổi theo.

Được biết nghiên cứu trên đã được đăng tải trên tạp chí Science danh tiếng.