BẢO VỆ TRÁI ĐẤT

Ngày nay, Trái đất đang bị tàn phá nghiêm trọng hơn bao giờ hết không những do thiên nhiên mà do chính con người gây ra hoặc vì thiếu hiểu biết, thiếu trách nhiệm hoặc do lòng tham của con người. Hậu quả từ những thập niên qua, trái đất nóng dần lên chủ yếu là do sự tác động của khí thải gây hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân chính mà hầu hết các nhà khoa học về khí hậu đều đồng ý.[1] Tầng Ozone, tấm khiên bảo vệ trái đất cũng bị tàn phá nặng nề, gây thiệt hại mùa màng, làm gia tăng tỷ lệ bệnh ung thư da vv[2]; và biển cả, sông nước, các tầng nước mặt, nước ngầm và không khí đều bị ô nhiễm trầm trọng, khiến nhiều sinh vật biển chết hàng loạt ở nhiều nơi phần lớn do những hoạt động bất cẩn của con người gây ra.[3] Những vấn đề ô nhiễm đất, nước và không khí  đã được bàn trong những bài 1- bài 4 trong loạt bài về chủ đề Bảo Vê Trái đất, và sẽ được triển khai chi tiết trong chương giới thiệu. Trong chương này, bài viết tập trung khái quát kiến thức phổ thông về tầng Ozone, sự suy thoái tầng Ozone; hiệu ứng nhà kính, những vấn đề  của hiệu ứng nhà kính ngõ hầu giúp bạn đọc hiểu biết một phần nào về hiện trạng môi trường của hành tinh chúng ta.

Tầng Ozone, tấm khiên bảo vệ trái đất, và sự suy thoái

Khí quyển của Trái đất bao gồm những tầng khí quyển như tầng đối lưu (troposphere), tầng bình lưu (stratosphere), tầng giữa (mesosphere) và tầng thượng (thermosphere). Tầng khí quyển đối lưu (troposphere) kéo dài 10 km từ bề mặt trái đất. Hầu hết các hoạt động của con người xảy ra trong tầng khí quyển đối lưu này. Ngay cả ngọn núi Everest cao nhất của Trái đất cũng chỉ khoảng 9 km. Tầng khí quyển kế tiếp là bình lưu (stratosphere) kéo dài từ chỗ tiếp giáp với tầng đối lưu 10 km cho đến 50 km. Hầu hết Ozone của khí quyển tập trung ở tầng bình lưu này từ 9 km kéo dài đến 30 km so với bề mặt Trái đất.[4]

Ozone là phân tử lượng gồm 3 nguyên tử ô-xy (O3). Ở tầng bình lưu này, tiến trình sinh diệt của phân tử O3 xảy ra liên tục không ngừng, nhưng tổng lượng O3 luôn bình ổn trong biết bao thế kỷ qua. Tuy nhiên bắt đầu từ thập niên 1970, bằng chứng khoa học cho thấy tầng Ozone này đang bị suy thoái vượt xa mức tiến trình sinh diệt tự nhiên của nó.  Nguyên nhân là những hoạt động bất cẩn của con người đã và đang hủy diệt tấm khiên bảo vệ Trái đất. Việc suy thoái tầng khí quyển này làm suy giảm chức năng ngăn cản tia cực tím từ mặt trời đến trái đất qua một thời gian dài, khiến tăng tỷ lệ bệnh ung thư, bệnh đục thủy tinh thể, gây hại cho cây trồng, mùa màng và đời sống sinh vật biển.[5]

Khi các nguyên tử chlorine và brom tiếp xúc với O3 ở tầng khí quyển bình lưu, chúng sẽ hủy diệt phân tử O3. Một nguyên tử Cl có thể hủy diệt hơn 100.000 phân từ  O3.[6] Vì thế Ozone có thể bị hủy diệt nhanh hơn so với quá trình tái tạo tự nhiên của nó như bao ngàn năm qua. Một số hợp chất tạo ra Cl và Br khi gặp ánh sáng cực tím mạnh trong tầng khí quyển đối lưu. Những hợp chất này là nguyên nhân chính khiến cho tầng Ozone bị suy thoái và được liệt kê vào các hợp chất gây suy thoái tầng Ozone (Ozone-depleted substances hay ODS). Kể từ đầu thập niên 70, các nhà khoa học quan tâm đến sự tác động của các hợp chất  gây suy thoái tầng Ozone và họ không ngừng phát hiện những hợp chất mới trong thời đại phát triển công nghiệp trong đó gồm những chất hóa học trong kỹ nghệ đông lạnh, làm lạnh (bao gồm máy lạnh, tủ lạnh), chữa cháy, cách điện, cách nhiệt, cách âm, vật liệu đóng gói bao bì và nhiều ứng dụng khác.[7] Kết quả của sự suy thoái tầng Ozone đưa đến ‘lỗ’ thủng ở Nam Cực kể từ đầu thập niên 1980. Ở đây thật sự không phải là lỗ thủng mà chính xác là một phần diện tích lớn của tầng đối lưu có lượng O3cực thấp.[8]

Hiệu ứng nhà kính

Tác động hiệu ứng nhà kính (Greenhouse effect).

Tác động hiệu ứng nhà kính là một tiến trình tự nhiên sưởi ấm bề mặt trái đất. Khi ánh sáng mặt trời chiếu qua tầng khí quyển của trái đất, một phần năng lượng phản chiếu ngược trở lại không gian và phần còn lại được đất, đại dương, ao hồ, sông nước hấp thụ, giữ ấm cho Trái đất. Khi nhiệt của Trái đất bốc hơi lên không trung, và một phần nhiệt này được giữ, và tích tụ lại bởi khí hiệu ứng nhà kính trong khí quyển, giữ cho trái đất đủ ẩm duy trì sự sống.[9]

Quá trình cân bằng tự nhiên duy trì sự sống này bị phá vỡ khi có sự can thiệp bất cẩn của con người vào thiên thiên. Những hoạt động của con người như khai thác quá nhiều nhiên liệu hóa thạch, nông nghiệp hiện đại như chăn nuôi, dùng thuốc hóa học, trừ sâu, diệt cỏ, khai thác rừng bừa bãi, các ngành công nghiệp nặng, ngành vận tải, vv làm gia tăng đáng kể lượng khí gây hiệu ứng nhà kính, tạo thành một tấm kính ‘lớn’ phản chiếu ngược lại đốt nóng Trái đất của chúng ta. tận diệt “Đất Mẹ” [10] Dưới đây là sơ đồ mô tả hoạt động và sự tác động của khí hiệu ứng nhà kính khi có sự can thiệp của con người vào tự nhiên.

Sơ đồ biểu thị sự gia tăng khí hiệu ứng nhà kính trong khí quyển

Những loại khí nhà kính bao gồm cabon dioxit (CO2), methane (CH4), hơi nước, Ozone (O3) và một số chất hóa học nhân tạo như chlorofluorocarbons (CFCs: dùng trong kỹ nghệ đông lạnh, làm lạnh như tủ lạnh, máy lạnh vv)[11]. Vì hợp chất hóa học này có sức tàn phá lớn tầng Ozone nên nó bị cấm sản xuất ở Hoa Kỳ kể từ ngày 31 tháng 12 năm 1995. Hydrofluorocarbons (HFCs) là hợp chất hóa học thay thế nhưng HFCs và cùng với những khí flo hóa khác chiếm gần 3% khí gây hiệu ứng nhà kính ở Mỹ,[12] và 2% hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu vào năm 2010.[13] Vì việc lạm dụng nhiên liệu hóa thạch nhiều hơn bao giờ hết, nên các nhà khoa học của cơ quan NASA dự đoán, hàm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính sẽ tăng, và nhiệt độ trung bình bề mặt của Trái đất sẽ cùng nhau tăng. Theo NASA, trên đà này,  nhiệt độ trung bình sẽ tăng từ 20C đến 60C vào cuối thế kỷ 21.[14]

Nhiệt độ tăng lên từ 20C trở lên sẽ tác động đến sự biến đổi khí hậu, khiến khí hậu trở nên khắc nghiệt hơn: Băng ở hai đầu Bắc cực và Nam cực bị tan chảy nhiều hơn, nhấn chìm nhiều hòn đảo vào lòng đại dương,  khiến cho nhiệt độ trái đất càng tăng cao.

Vấn đề lớn nhất là hơi nước.  Hơi nước chiếm phần lớn khí hiệu ứng nhà kính. Thực tế là do có nhiều hơi nước trong khí quyển, hơi nước chiếm 2/3 khí nhà kính giữ ấm trái đất, một yếu tố tối quan trọng để giữ nhiệt độ ở mức cân bằng, có thể sống được trên Trái đất. Nhưng khi nhiệt độ tăng, nhiều hơi nước bốc hơi từ bề mặt trái đất vào khí quyển, khiến cho nhiệt độ càng tăng cao.[15]

Vấn đề lớn kế tiếp khi nhiệt độ tăng lên 20C hoặc hơn là mây. Mây làm mát dịu trái đất bằng cách phản chiếu năng lượng mặt trời, nhưng mây cũng có thể tham gia làm nóng trái đất khi hấp thụ năng lượng hồng ngoại (như khí nhà kính) từ bề mặt trái đất khi chúng ở những nơi nóng hơn.[16]  Thông thường, mây có tác dụng làm mát dịu nhưng chúng có thể thay đổi trong môi trường nóng hơn. Còn nhiều vấn đề lớn khác nữa xảy ra khi nhiệt độ tăng lên 20C hoặc hơn, tất cả cùng nhau làm cho hành tinh của chúng trở nên nóng hơn một cách nhanh chóng.

Vào cuối tháng Tư năm 2016 các nhà lãnh đạo khí hậu thế giới trong kỳ họp tại New York đã ký Hiệp định khí hậu Paris giới hạn nhiệt độ tăng của Trái đất dưới 20C, là định mức có thể chấp nhận được. Hiện nay nhiệt độ tăng dao động trên dước 1,50C và mức cao nhất vào tháng Hai, 2016, nhiệt độ tăng cao đến 1,630C.[17]. Sự tăng nhiệt độ của trái đất dao động trong khoảng từ 1,5 0C – 20C được duy trì trong thời gian bao lâu là một vấn đề nan giải khi con người cứ tiếp tục đối xử bất công với “Đất Mẹ” như dự đoán của NASA đề cập viễn cảnh của Trái đất khi nhiệt độ tăng từ 20C – 60C vào cuối thế kỷ 21.

Việc gìn giữ trái đất, bảo vệ trái đất là không phải là việc riêng của một số nhà khoa học, một số tổ chức hoạt động xã hội, một số viện nghiên cứu, một số quan chức chính phủ mà là việc chung của mọi người. Muốn vậy, mỗi cá nhân chúng ta cùng nhau tham gia bảo vệ trái đất bằng những hoạt động sinh hoạt hàng ngày chẳng hạn như hạn chế dùng máy lạnh trong nhà cũng như khi đi xe. Làm sao tham gia vào việc bảo vệ trái đất bằng những sinh hoạt  hàng ngày sẽ được trình bày chi tiết trong bài cuối (bài 6) về chủ đề này. Rất mong các bạn hữu kiên nhẫn đọc kỹ và làm theo.

Tâm Tịnh biên soạn

Nguồn Tham Khảo:

[1] Nasa (2017). Global Climate Change. A blanket around the Earth. [Online] availblehttp://climate.nasa.gov/causes/

[2] United States Environmental Protection Agency (2017). Ozone Layer Protection. Basic ozone layer science. [Online] Available https://www.epa.gov/ozone-layer-protection/basic-ozone-layer-science

[3] & [10] Tâm Tịnh (2017). Bảo Vệ Trái Đất: Bài 1-Bài 4 & Department of Environment and Energy (2017). Greenhouse Effect. Australian Government. [Online] available www.environment.gov.au/climate-change/climate-science/greenhouse-effect

[4]& [5] United States Environmental Protection Agency (2017). Ozone Layer Protection. Basic ozone layer science. The Ozone layer [Online] Available https://www.epa.gov/ozone-layer-protection/basic-ozone-layer-science

[6] & [7] United States Environmental Protection Agency (2017). Ozone Layer Protection. Basic ozone layer science. Ozone depletion. [Online] Available https://www.epa.gov/ozone-layer-protection/basic-ozone-layer-science

[8] NASA (2017). Ozone Hole Watch. What is Ozone hole? [Online] Availablehttps://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/facts/hole.html

[9] Department of Environment and Energy (2017). Greenhouse Effect. Australian Government. [Online] available www.environment.gov.au/climate-change/climate-science/greenhouse-effect

[11] Greenhouse Effect. Australian Government. [Online] available www.environment.gov.au/climate-change/climate-science/greenhouse-effect

[12] Tox Town (2017). Environmental health concerns and toxic chemicals where you live, work, and play. Chlorofluorocarbons (CFCs). US National Library of Medince.https://toxtown.nlm.nih.gov/text_version/chemicals.php?id=9

[13] United States Environmental Protection Agency (2017). Global greenhouse gas emissions data: Global emissions by gas (2010), cited from IPCC (2014). Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change .  Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

[14]. NASA (2017). Earth Observatory. How much more will Earth warm? [Online] Availablehttp://earthobservatory.nasa.gov/Features/GlobalWarming/page5.php

[15] NASA (2017). Earth Observatory. How much more will Earth warm? Climate feedbacks: Snow and ice & Water vapour [Online] Availablehttp://earthobservatory.nasa.gov/Features/GlobalWarming/page5.php

[16] NASA (2017). Earth Observatory. How much more will Earth warm? Climate feedbacks: Clouds. [Online] Available http://earthobservatory.nasa.gov/Features/GlobalWarming/page5.php

[17] Climate Central (2016). Climate. Earth flirts with a 1.5-degree celsius global warming threshold.Analysis suggests climate change is on track to be much warmer. Scientific American. [Online]Available.https://www.scientificamerican.com/article/earth-flirts-with-a-1-5-degree-celsius-global-warming-threshold1/