Bắc Cực ấm lên, nguy cơ đánh thức "gã khổng lồ" khí nhà kính ở Siberia

Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Science cho thấy sông Yenisei ở miền trung nước Nga gần như phân chia Siberia thành hai khu vực có những biến đổi khí hậu khác biệt.

Ở tây Siberia, điều kiện ấm và ẩm hơn thúc đẩy hoạt động của các vùng đất ngập nước, làm gia tăng quá trình sinh metan của vi sinh vật. Trong khi đó, đông Siberia trở nên nóng và khô hơn, làm tăng nguy cơ cháy rừng. Các đám cháy giải phóng metan trực tiếp và có thể thúc đẩy quá trình tan băng vĩnh cửu.

Phát thải metan tăng khoảng 5% mỗi năm

Theo nghiên cứu, lượng phát thải metan trong mùa sinh trưởng ở Siberia đã tăng 12,0 ± 1,9 triệu tấn từ năm 2010 đến 2023, tương đương mức tăng trung bình khoảng 5% mỗi năm.

Các nhà nghiên cứu ước tính mức tăng phát thải metan tại Siberia tương đương khoảng 92% mức tăng phát thải từ các vùng đất ngập nước trên toàn cầu trong cùng giai đoạn. Hiện Siberia đóng góp khoảng 5% lượng phát thải metan toàn cầu.

Giáo sư Paul Palmer thuộc Trường Khoa học Địa chất, Đại học Edinburgh, cho biết sự gia tăng phát thải là điều có thể dự đoán khi băng vĩnh cửu tan, hoạt động của vùng đất ngập nước gia tăng và cháy rừng xảy ra thường xuyên hơn. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là mức tăng lớn và kéo dài.

Để ước tính phát thải tại khu vực rộng lớn, xa xôi và có rất ít trạm quan trắc mặt đất, nhóm nghiên cứu kết hợp dữ liệu từ vệ tinh GOSAT với các phép đo khí quyển gần mặt đất và hệ thống mô hình nghịch đảo dòng phát thải metan. Phương pháp này giúp giảm độ bất định trong ước tính xuống khoảng 10%.

Hai cơ chế làm tăng phát thải

Ở tây Siberia, các biến động hoàn lưu khí quyển, đặc biệt là mô hình Scandinavian vào mùa đông, làm tăng vận chuyển nhiệt và hơi ẩm, khiến điều kiện đất và vùng đất ngập nước thay đổi theo hướng thuận lợi cho quá trình sinh metan.

Khi băng vĩnh cửu tan, vật chất hữu cơ từng bị giữ trong đất đóng băng trở nên dễ tiếp cận hơn đối với vi sinh vật. Trong điều kiện thiếu oxy, quá trình phân hủy vật chất hữu cơ có thể tạo ra metan và giải phóng khí này vào khí quyển.

Siberia chứa gần một nửa diện tích băng vĩnh cửu của Bắc bán cầu. Các lớp đất đóng băng này lưu trữ lượng carbon khổng lồ, được tích tụ trong hàng nghìn năm.

Ở đông Siberia, ảnh hưởng của dao động Bắc Cực và các hệ thống áp cao kéo dài góp phần tạo ra điều kiện nóng, khô, ít mây và làm tăng nguy cơ cháy rừng.

Cháy rừng giải phóng metan cùng nhiều khí nhà kính khác từ sinh khối bị đốt cháy. Nhiệt từ các đám cháy cũng có thể làm suy yếu lớp đất đóng băng, thúc đẩy quá trình tan băng vĩnh cửu và giải phóng thêm carbon.

Đông Siberia có thể trở thành nguồn phát thải lớn hơn

Các mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy lượng phát thải metan tại Siberia có thể tiếp tục tăng khi nhiệt độ tăng. Đông Siberia được dự báo là khu vực đóng góp lớn nhất vào mức tăng này, do tốc độ ấm lên nhanh hơn và số vụ cháy rừng cực đoan gia tăng.

Nghiên cứu ước tính đến năm 2050, lượng phát thải metan gia tăng tại Siberia có thể làm giảm khoảng 20% hiệu quả của mức cắt giảm metan toàn cầu cần thiết để đạt các mục tiêu khí hậu.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không cho rằng Siberia sẽ trở thành nguồn phát thải đủ lớn để tự mình làm thay đổi khí hậu toàn cầu. Vấn đề đáng lo ngại là lượng khí nhà kính bổ sung từ khu vực này có thể khiến nỗ lực giảm phát thải trên toàn cầu trở nên khó khăn hơn.

Giáo sư Palmer ví kho carbon khổng lồ trong lớp băng vĩnh cửu ở Siberia như một "người khổng lồ đang ngủ". Nếu tình trạng ấm lên tiếp diễn, lượng carbon được lưu giữ trong đất đóng băng có thể ngày càng được giải phóng vào khí quyển, làm gia tăng áp lực lên hệ thống khí hậu.