Nguyên nhân khí metan gia tăng một cách bí ẩn
Lượng khí thải metan tăng nhanh thời gian qua là mối đe dọa lớn đối với mục tiêu khí hậu của thế giới: Hạn chế nóng lên toàn cầu ở mức 2 độ C so với nhiệt độ thời kỳ tiền công nghiệp. Nguyên nhân của sự gia tăng này có phần rất bí ẩn.
Metan là loại khí nhà kính nguy hiểm chỉ sau khí carbon dioxide (CO2) và có thể đạt sức nóng gấp 80 lần so với CO2 trong 20 năm đầu tiên tồn tại trong khí quyển. Loại khí này có khả năng bị rò rỉ từ các cơ sở hạ tầng dầu khí, trong khi những ngành công nghiệp khác và cả nông nghiệp đều là những lĩnh vực phát thải lượng lớn khí metan.
“Nguyên nhân của xu hướng gia tăng khí thải metan khá bí ẩn,” Alex Turner, nhà hóa học khí quyển tại Đại học Washington ở Seattle, mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu, các nhà khoa học vẫn chưa thể đi đến kết luận cuối cùng. Trong hơn một thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã triển khai các phép đo vệ tinh và chạy các mô hình nhằm tìm ra các yếu tố đằng sau sự gia tăng khí thải metan. Một số nguyên nhân khả nghi bao gồm: mở rộng khai thác dầu và khí đốt tự nhiên, tăng lượng khí thải từ bãi rác, phát triển đàn gia súc và hoạt động của vi khuẩn trong các vùng đất ngập nước gia tăng.
Một đầu mối đang được nghiên cứu là đồng vị carbon trong các phân tử metan. metan do vi khuẩn tạo ra (sau khi vi khuẩn tiêu thụ carbon trong bùn đất ngập nước hoặc trong ruột bò) chứa ít carbon-13 hơn so với metan do nhiệt và áp suất bên trong Trái Đất tạo ra, và giải phóng vào khí quyển trong quá trình khai thác nhiên liệu hóa thạch.
Phân tích metan mắc kẹt trong lõi băng từ nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ trước và metan trong khí trong khí quyển hiện nay, các nhà khoa học chỉ ra rằng trong hai thế kỷ sau khi bắt đầu Cách mạng Công nghiệp, tỷ lệ metan chứa carbon-13 đã tăng lên, cho thấy khai thác nhiên liệu là nguyên nhân gây gia tăng phát thải metan ở thời điểm đó. Nhưng kể từ năm 2007, khi nồng độ metan bắt đầu tăng nhanh trở lại, tỷ lệ metan chứa carbon-13 bắt đầu giảm. Do đó, một số nhà nghiên cứu cho rằng phần lớn sự gia tăng khí thải metan kể từ năm 2007 đến nay là từ các nguồn vi sinh vật chứ không phải do khai thác nhiên liệu hóa thạch.
“Đó là một tín hiệu cho thấy các hoạt động của con người không phải nguyên nhân duy nhất dẫn đến tăng khí thải metan,” Xin Lan, nhà khoa học khí quyển tại Phòng thí nghiệm Giám sát Toàn cầu của NOAA, cho biết. Nhóm Lan đã sử dụng dữ liệu carbon-13 trong khí quyển để ước tính rằng vi khuẩn gây ra khoảng 85% sự gia tăng khí thải metan kể từ năm 2007, phần nhỏ còn lại mới là do khai thác nhiên liệu hóa thạch.
Bước tiếp theo – và là bước khó khăn nhất – là cố gắng xác định mức đóng góp metan của vi khuẩn từ các hệ thống khác nhau, chẳng hạn như các vùng đất ngập nước tự nhiên, vật nuôi của con người và các bãi chôn lấp. Dựa trên phân tích mới nhất về xu hướng đồng vị, nhóm ước tính các nguồn do con người gây ra như chăn nuôi, chất thải nông nghiệp, bãi rác và khai thác nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 62% tổng lượng khí thải metan từ năm 2007 đến năm 2016.
Kết quả bước đầu này cho thấy loài người có thể thực hiện nhiều biện pháp giảm phát thải metan. Ví dụ, vào tháng trước, Carbon Mapper, một tổ chức phi lợi nhuận ở California, và Quỹ Bảo vệ Môi trường, một nhóm vận động ở TP New York, đã công bố dữ liệu cho thấy 30 cơ sở dầu khí ở Tây Nam Hoa Kỳ thải ra khoảng 100.000 tấn khí metan trong ba năm qua, tương đương với tác động gây nóng lên hằng năm của nửa triệu chiếc ô tô. Các cơ sở này có thể dễ dàng ngăn chặn lượng khí thải metan đó bằng cách ngăn khí metan rò rỉ ra ngoài.
Các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã chế tạo và phát triển một máy bay không người lái với một cảm biến nhỏ, giống như loại máy bay không người lái chuyên phát hiện khí metan trên sao Hỏa, để giúp xác định những vị trí rò rỉ khí trên Trái Đất.
Hiện nay, các đường ống dẫn khí đốt tự nhiên trải dài khắp thế giới và kiểm tra chúng là một công việc dường như bất khả thi. Do đó, các nhà khoa học NASA đã phát triển một công nghệ mới giúp phát hiện và xác định chính xác vị trí bị rò rỉ khí metan trên Trái Đất bằng một máy bay không người lái cỡ nhỏ.
Máy bay này được trang bị một bộ cảm biến khí metan được gọi tắt là OPLS. NASA cho biết, độ nhạy của thiết bị làm cho nó có thể theo dõi được vài kilômét đường ống dẫn tại một thời điểm từ trên không.
Các nhà khoa học đã thực hiện thành công chuyến bay thử nghiệm đầu tiên vào cuối tháng Hai vừa qua, tại California. "Các thí nghiệm đánh dấu bước khởi đầu cho một hệ thống giám sát khí metan tổng quát để phát hiện phát thải khí tự nhiên trong tương lai, đóng góp cho nỗ lực nghiên cứu về biến đổi khí hậu" - ông Lance Christensen, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.
Hiện nay, vấn đề rò rỉ khí metan rất phổ biến trên thế giới. Nếu không được can thiệp kịp thời, khí metan rò rỉ sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe và an toàn tính mạng của người dân.
Nguyễn Linh (T/h)
