Tầng đất đóng băng vĩnh cửu lưu giữ khoảng 1,5 nghìn tỷ tấn cacbon, tương đương gần gấp đôi lượng cacbon trong khí quyển, theo MIT Technology Review. Nhiệt độ tăng và cháy rừng đang làm lớp đất này tan nhanh hơn, giải phóng khí nhà kính và tạo ra một vòng phản hồi khiến khí hậu tiếp tục ấm lên. Tuy nhiên, các mô hình khí hậu vẫn chưa phản ánh đầy đủ tốc độ và mức độ của quá trình này.
Phát hiện chính: Tầng đất đóng băng vĩnh cửu là gì?
Tầng đất đóng băng vĩnh cửu là lớp đất duy trì trạng thái đóng băng trong ít nhất hai năm liên tiếp. Theo MIT Technology Review, lớp đất này nằm dưới khoảng 15% diện tích đất liền ở Bắc bán cầu và chứa vật chất hữu cơ đã bị đông cứng trong hàng nghìn năm.
Theo bài viết của MIT Technology Review về tầng đất đóng băng vĩnh cửu, phần lớn lớp đất hiện nay đã hình thành từ kỷ băng hà gần nhất. Vật chất hữu cơ bên trong vì thế gần như bị cô lập khỏi quá trình phân hủy trong thời gian dài.
Khi nhiệt độ toàn cầu tăng và đất tan, vi sinh vật có thể phân hủy vật chất hữu cơ, giải phóng cacbon điôxít và mêtan. Hai khí nhà kính này làm khí hậu ấm thêm, từ đó thúc đẩy quá trình tan tiếp diễn.
Nội dung chính: Vì sao các mô hình khí hậu có thể đánh giá thấp tác động?
Diện tích tầng đất đóng băng vĩnh cửu ở Bắc Cực đã giảm khoảng 12% kể từ năm 1850, theo MIT Technology Review, và tốc độ suy giảm đã tăng trong 50 năm qua. Dù vậy, chỉ một số ít mô hình dùng trong các báo cáo khí hậu của Liên Hợp Quốc tính đến sự mất dần của lớp đất này.
Các mô hình được đề cập chưa tính đến hiện tượng tan và sụp đổ đột ngột sau những sự kiện như đợt nắng nóng hoặc cháy rừng. Khoảng trống đó có thể khiến con người đánh giá thấp cả mức độ lẫn tốc độ nóng lên của hành tinh.
Các nhà nghiên cứu đang tìm cách đưa kiến thức mới về tầng đất đóng băng vĩnh cửu vào những báo cáo khí hậu sau này. Đây cũng là lý do các nghiên cứu và công nghệ khí hậu cần tính đến những nguồn phát thải chưa được mô hình hóa đầy đủ.
Cháy rừng làm tầng đất đóng băng tan nhanh hơn như thế nào?
Cháy rừng có thể đẩy nhanh quá trình tan của tầng đất đóng băng vĩnh cửu. Theo MIT Technology Review, riêng tác động này có thể giải phóng lượng khí nhà kính tương đương 80 tỷ tấn cacbon điôxít vào cuối thế kỷ.
Cháy là một phần tự nhiên trong vòng đời của rừng phương bắc. Tuy nhiên, nghiên cứu về mức độ gia tăng của cháy rừng được MIT Technology Review dẫn lại cho thấy biến đổi khí hậu đang khiến các đám cháy dữ dội hơn.
Tại các vùng hẻo lánh của Canada và Alaska, cháy rừng thường được để tiếp diễn nếu không đe dọa nơi con người sinh sống. Một số nhà nghiên cứu cho rằng cần cân nhắc dập những đám cháy này để bảo vệ lượng cacbon trong rừng và lớp đất bên dưới.
Xác định khu vực cần ưu tiên bảo vệ
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Woodwell đang xây dựng bản đồ nguy cơ cháy và mức độ dễ tổn thương của các kho cacbon trên khắp Alaska. Bản đồ nhằm xác định nơi lửa dễ lan rộng và nơi có các loại đất đóng băng có thể tạo ra lượng phát thải lớn nhất nếu tan.
Một trong số đó là yedoma, dạng đất đóng băng đặc biệt sâu và giàu cacbon hình thành từ cuối thế Canh Tân. Sau khi xác định các khu vực cần ưu tiên, giới nghiên cứu vẫn phải lựa chọn cách can thiệp phù hợp.
Một phương án là tăng số vụ đốt có kiểm soát. Các cộng đồng bản địa đã áp dụng biện pháp này trong hàng nghìn năm, một phần để giảm nguy cơ xuất hiện những đám cháy cực lớn. Nguồn lực cũng có thể được dành cho phát hiện sớm và dập lửa trước khi đám cháy mở rộng.
Đất tan có phải lúc nào cũng làm tăng phát thải?
Đất tan có thể biến một phần kho cacbon khoảng 1,5 nghìn tỷ tấn thành khí nhà kính, nhưng chu trình cacbon không chỉ diễn ra theo một chiều. Thảm thực vật dịch chuyển về phía bắc hoặc rừng phục hồi sau cháy có thể hấp thụ lại một phần cacbon đã phát thải.
Khi nhiệt độ tăng, thực vật có thể phát triển tại những nơi trước đây không phù hợp. Trong quá trình sinh trưởng, cây hấp thụ cacbon từ khí quyển và lưu giữ một phần lượng cacbon đó.
Khả năng một khu vực mất hoặc phục hồi cacbon phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của đám cháy, khí hậu, điều kiện tại chỗ và loại đất đóng băng hiện diện. Sự tương tác giữa các yếu tố này khiến tác động cuối cùng không thể được tính bằng một quy luật đơn giản.
Giới nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu hệ sinh thái này. Những công cụ dùng để quan sát và dự báo thiên nhiên, kể cả hướng nghiên cứu về việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo để hỗ trợ thiên nhiên, chỉ có giá trị khi phản ánh đúng các mối quan hệ giữa đất, lửa, thực vật và khí hậu.
