CO2 và sự axit hóa đại dương

 CO₂ & SỰ AXIT HÓA ĐẠI DƯƠNG

Theo EPA (cơ quan năng lượng Hoa Kỳ), CO2 trong khí quyển tăng 40% từ giai đoạn tiền công nghiệp đến đầu thế kỷ 21, gấp 10 lần so với những gì đã xảy ra trên trái đất trong hàng triệu năm.

https://www.epa.gov/ocean-acidification/understanding-science-ocean-and-coastal-acidification.

Theo UN, http://www.un.org/sustainabledevelopment/oceans/

Các đại dương hấp thụ khoảng 30% lượng khí carbon dioxide do con người tạo ra, làm giảm tác động của sự nóng lên toàn cầu.

Do đó, ban đầu, nhiều nhà khoa học tập trung vào những lợi ích của đại dương trong việc loại bỏ khí nhà kính CO2 từ khí quyển. Tuy nhiên, sau nhiều thập kỷ quan sát đại dương, các nhà khoa học phát hiện ra CO2 hấp thụ bởi đại dương đang thay đổi tính chất của nước biển: ĐẠI DƯƠNG ĐANG DẦN BỊ AXIT HÓA.

(Theo https://www.pmel.noaa.gov/co2/story/Ocean+Acidification

NOAA: Cơ quan Quản trị Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA), một cơ quan khoa học nằm dưới quyền của Bộ Thương mại Hoa Kỳ.)

Điều này xảy ra khi CO2 trong khí quyển bị hòa tan trong nước biển?

Ta có thể làm thí nghiệm đơn giản để trả lời cho câu hỏi này

Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi cho viên đá khô CO2 vào cốc TT,  màu hồng của phenolphtalein biến mất, giá trị pH của dung dịch giảm dần.

Nguyên nhân gây nên hiện tượng này?

CO2 trong khí quyển hòa tan một phần vào nước tạo axit cacbonic H2CO3. H2CO3 là axit 2 nấc, phân li chủ yếu theo nấc thứ nhất tạo thành H+ và HCO3-. Lượng CO2 trong khí quyển tăng, lượng CO2 hòa tan vào nước biển tăng, lượng H+ sinh ra trong nước biển tăng dẫn đến độ pH của đại dương giảm, đồng thời nồng độ CO32- có trong nước biển giảm theo cân bằng số 4.

Biểu đồ dưới đây về mối tương quan giữa nồng độ CO2 trong khí quyển, áp suất CO2 hòa tan trong nước biển và giá trị pH trung bình của đại dương.

Số liệu được thu thập tại Hawaii và được trình bày bởi Cơ quan quản trị Khí quyển và đại dương (NOAA), thuộc bộ thương mại Hoa Kỳ.

Sự axit hóa đại dương đã diễn ra với tốc độ như thế nào?

Trước Cách mạng Công nghiệp, pH đại dương trung bình khoảng 8,2. Ngày nay, pH đại dương trung bình là khoảng 8,1. Điều này có vẻ như không có nhiều khác biệt, nhưng mối quan hệ giữa độ pH và độ axit là hàm lg: Cứ mỗi đơn vị pH bị giảm thì nồng độ axit H+ tăng gấp mười lần. Điều này có nghĩa là tính axit của đại dương ngày nay cao hơn khoảng 25% so với thời kỳ tiền công nghiệp.

https://www.epa.gov/ocean-acidification/understanding-science-ocean-and-coastal-acidification

Dự đoán đến năm 2100, pH trung bình của đại dương sẽ có giá trị là 7,8, nghĩa là tăng 150% sau hơn 200 năm so với năm 1885.

Theo TS Triona McGrath, tiến sĩ Hóa học ngành hải dương học, trong bài nói chuyện của TED vào tháng 2/2016 (với hơn 1 triệu lượt xem): “Tốc độ axit hóa này cao hơn 10 lần so với mọi quá trình axit hóa tự nhiên ở các đại dương trong 55 triệu năm qua”.

Ảnh hưởng của sự axit hóa đại dương

Các nhà khoa học vẫn đang tiến hành nghiên cứu và đánh giá tác hại của sự axit hóa đại dương.

Các nhà khoa học đã chứng kiến những ảnh hưởng tiêu cực của việc axit hóa đại dương lên pteropods và đang nghiên cứu những sinh vật này để hiểu rõ hơn vấn đề.

Hãy bắt đầu tìm hiểu với loài nhuyễn thể được biết đến dưới cái tên “bướm biển” pteropod.

Pteropod, bướm biển, là những con ốc biển, thuộc loại sinh vật phù du (plankton) rất nhỏ đóng vai trò rất quan trọng trong hệ sinh thái đại dương. 

Mặc dù nhỏ bé, những sinh vật này rất quan trọng bởi vì chúng tạo nên một phần quan trọng của mạng lưới thức ăn đại dương, chúng được ăn bởi các sinh vật khác nhau, có kích thước từ rất nhỏ đến cá voi và là nguồn thức ăn chính cho cá hồi ở Bắc Thái Bình Dương.

Các bức ảnh dưới đây cho thấy những gì xảy ra với vỏ pteropod khi đặt trong nước biển với pH và mức cacbonat dự kiến cho năm 2100. 

Lớp vỏ sẽ dần tan hết sau 45 ngày.

Hình ảnh: David Liittschwager / National Geographic Stock. Được sử dụng với sự cho phép. Tất cả các quyền được bảo lưu. Hình ảnh Địa lý Quốc gia.

https://www.pmel.noaa.gov/co2/story/What+is+Ocean+Acidification%3F

Mở rộng ra, với các loài sinh vật biển có vỏ

Sinh vật biển sử dụng ion cacbonat trong nước biển để hình thành lớp vỏ và bộ xương. Khi nước biển trở nên axit hóa hơn, ion cacbonat ít có sẵn cho động vật để hình thành lớp vỏ và bộ xương. Trong điều kiện axit hóa nghiêm trọng, vỏ sò và bộ xương có thể bị hòa tan.

Nguồn: Biên soạn: Dương Thị Thanh Tâm

Trường THPT Lê Quý Đôn-TP HCM.

SHARE THIS