Trái đất được cho là nằm trong một “Goldilocks zone” (tạm gọi là vùng sống được) hoàn hảo cách xa mặt trời, với điều kiện nhiệt độ không quá lạnh và không quá nóng cho phép sự sống phát triển mạnh mẽ trên bề mặt hành tinh. Nhưng, sự cân bằng nhiệt độ đó của Trái đất sẽ không thể đạt được nếu không có sự tồn tại của khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính giúp giữ năng lượng mặt trời trên bề mặt và giữ cho hành tinh ấm áp.
Khí nhà kính là gì? Hiệu ứng nhà kính là gì?
Theo Wikipedia, khí nhà kính (Greenhouse Gas) là các loại khí trong khí quyển làm tăng nhiệt độ bề mặt của Trái đất bằng cách hấp thụ và phát ra năng lượng bức xạ ở bước sóng nhiệt hồng ngoại, gây ra hiệu ứng nhà kính. Nói cách khác, khí nhà kính giữ nhiệt mặt trời ở gần Trái đất giống như cách các tấm kính cách nghiệt giữ nhiệt bên trong nhà kính.
Các khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân hàng đầu gây biến đổi khí hậu khiến Trái đất đang ngày càng nóng hơn. Ảnh: Freepik.
Adam Mann - nhà báo chuyên về thiên văn học chia sẻ trên tạp chí Space.com rằng: “Hiệu ứng nhà kính phát sinh từ bầu khí quyển của Trái đất”. Cụ thể, ánh sáng mặt trời mang theo các bước sóng cực tím và hồng ngoại vô hình có thể xuyên qua lớp khí bao phủ thế giới của chúng ta, ước tính khoảng 70% các tia năng lượng này bị các đại dương, đất liền và khí quyển Trái đất hấp thụ (theo NASAA https://earthobservatory.nasa.gov/) và 30% còn lại ngay lập tức bị bức xạ trở lại không gian. Khi không bị cản trở, năng lượng đó sẽ thoát khỏi bầu khí quyển Trái đất và truyền vào không gian. Tuy nhiên, khí nhà kính hấp thụ phần lớn năng lượng này và giữ nó ở phần dưới của bầu khí quyển Trái đất khiến các đại dương và bề mặt của hành tinh dần ấm lên. Sự gia tăng nhiệt độ này được gọi là hiệu ứng nhà kính (Greenhouse Effect).
Các khí nhà kính chính bao gồm: carbon dioxide, metan, oxit nitơ và một nhóm nhỏ các hóa chất tổng hợp gọi là hydrofluorocarbons. Trong đó, carbon dioxide là loại khí đóng vai trò trung tâm gây ra hiệu ứng nhà kính vì nó có nhiều nhất và tồn tại trong khí quyển từ 300 - 1.000 năm.
Hiểu về khí nhà kính như thế nào là đúng?
Nói khí nhà kính nguy hiểm bởi nó gây biến đổi khí hậu là không sai, nhưng điều đó chỉ đúng khi chúng được phát thải quá mức ra khí quyển bởi các hoạt động sản xuất của con người. Thực tế, trong khí quyển luôn luôn tồn tại một tỉ lệ tương đối nhỏ hiệu ứng nhà kính do các khí nhà kính xuất hiện tự nhiên trong suốt chiều dài lịch sử Trái đất, chúng không được tạo ra bởi con người mà do các hoạt động địa chất thông thường.
Theo Tổ chức Khí tượng Thế giới của Liên Hợp Quốc (WMO), hiệu ứng nhà kính do hoạt động địa chất tự nhiên làm tăng nhiệt độ bề mặt trung bình của Trái đất nóng lên 33°C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên đó, nhiệt độ bề mặt trung bình của Trái đất sẽ vào khoảng -18°C, có lẽ khi đó hành tinh này sẽ không thể đa dạng sự sống như chúng ta biết ngày nay. Như vậy, về bản chất việc biến đổi khí hậu này được xem là một lợi ích cho hành tinh chứ không phải là một vấn đề nghiêm trọng.
Vậy, vì sao chúng ta phải đặt mục tiêu giảm phát khí nhà kính bằng 0?
Trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu hiện tại, mục tiêu Net-Zero đang nhận được sự quan tâm đặc biệt trên phạm vi toàn thế giới bởi các khí nhà kính được tạo ra từ các hoạt động của con người là điều rất đáng lo ngại. Theo báo cáo vào tháng 8 năm 2021 từ Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) của Liên hợp quốc mô tả lượng khí nhà kính đang làm Trái đất nóng lên kể từ Cách mạng công nghiệp nêu rõ: “Sự gia tăng được quan sát thấy về nồng độ khí nhà kính hỗn hợp (GHG) kể từ khoảng năm 1750 rõ ràng là do các hoạt động của con người gây ra”.
Những ống khói cao chọc trời góp phần không nhỏ gây ô nhiễm không khí. Ảnh: ShutterStock.
Các khí nhà kính do con người tạo ra chủ yếu là carbon dioxide, metan và oxit nitơ. Trong thế giới hiện đại, phần lớn các hỗn hợp khí nhà kính này được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch (phổ biến nhất là dùng cho điện, nhiệt và vận tải), nông nghiệp, phá rừng và phân hủy chất thải.
Ngoài ra, một nhóm nhỏ các hóa chất tổng hợp gọi là hydrochlorofluorocarbons (HCFC, được xem là loại khí nhà kính thứ tư) được sản xuất để sử dụng trong làm lạnh, điều hòa không khí, cách nhiệt tòa nhà, hệ thống chứa cháy và bình xịt (aerosols). Đây được xem là chất làm cạn ozone (ODS) vừa là khí nhà kính mạnh, đang bị loại bỏ dần theo Nghị định thư Montreal.
Mức độ hiện tại của khí nhà kính
Theo đánh giá trạng thái khí hậu hàng năm do NOAA (Cơ quan khí quyển và Đại dương quốc gia Mỹ) công bố, CO2 trung bình trên toàn cầu vào năm 2023 đạt mức cao kỷ lục 421 phần triệu (ppm), đến tháng 4 năm 2024 nồng độ carbon dioxide trong khí quyển đã ở mức 427 ppm. Con số này tăng khoảng 20% so với mức CO2 trung bình được ghi nhận vào năm 1990. Kể từ năm 2000, nồng độ carbon dioxide trung bình toàn cầu trong khí quyển đã tăng 12%.
Trong khi đó, mức metan tăng vọt trong năm 2020 lên 14,7 phần tỷ (ppb), tức tăng khoảng 6% so với mức năm 2000. Mặc dù khí metan ít phổ biến hơn nhiều so với CO2 trong khí quyển, nhưng nó có khả năng hấp thụ nhiệt hồng ngoại phản xạ từ bề mặt Trái đất cao gấp 28 lần. Hơn nữa, cứ sau chu kỳ 10 năm khí metan sẽ oxy hóa thành carbon dioxide và góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính trong 300 - 1.000 năm tiếp theo.
Những ảnh hưởng từ khí nhà kính đến khí hậu và sự sống
Dù các khí nhà kính được tạo ra tự nhiên vẫn luôn có lợi, song, một thực tế rõ ràng rằng sự sống trên Trái đất ngày nay đang dần bị phá vỡ bởi bầu khí quyển tràn ngập các khí nhà kính do con người tạo ra. Điều đó được thể hiện qua sự khắc nghiệt của thời tiết, sự sống trên cạn chịu sự hoành hành từ những cơn bão và lốc xoáy, cháy rừng, quần đảo và bờ biển bị lũ lụt. Dưới biển, các rạn san hô và các động vật biển khác đang chết dần. Hay gấu Bắc Cực đang bị mắc kẹt trên những tảng băng vỡ,… Quan trọng hơn, nhiều loài động thực vật và phần lớn chuỗi thức ăn cung cấp cho con người và động vật đang gặp nguy hiểm.
Với tốc độ phát thải khí nhà kính như hiện tại, dự đoán đến năm 2100 gấu Bắc cực sẽ bị tuyệt chủng. Ảnh: Getty Images.
Còn nhớ một bài báo có tiêu đề “Recent responses to climate change reveal the drivers of species extinction and survival” của tác giả Roman-Palacios, Christian và John J. Wiens được đăng trên tạp chí PNAS năm 2020 đã trình bày dữ liệu từ 538 loài động thực vật được tìm thấy trên khắp thế giới và cảnh báo rằng hiệu ứng nhà kính có thể gây ra 16%-30% trong số đó sẽ tuyệt chủng vào năm 2070. Còn trong bài báo “Fasting season length sets temporal limits for global polar bear persistence” được đăng trên tạp chí Nature Climate Change cùng năm, tác giả Molnar, Peter K., và cộng sự dự đoán rằng nếu việc phát thải khí nhà kính do con người tạo ra tiếp tục ở tốc độ hiện tại sẽ thúc đẩy gấu Bắc cực tuyệt chủng vào năm 2100.
Làm thế nào để khắc phục hiệu ứng nhà kính?
Theo báo cáo khí hậu của IPCC vào năm 2021, một số hiệu ứng nhà kính có thể không thể khắc phục được trong nhiều thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, một số biến đổi khí hậu có thể diễn ra chậm hơn và thậm chí có thể bị dừng, nhưng chỉ khi sự đóng góp lượng khí nhà kính của con người dừng lại hoặc chậm hơn.
Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu là một hiệp ước quốc tế được Hoa Kỳ cùng 195 quốc gia và tổ chức khác thông qua vào tháng 12 năm 2015 và có hiệu lực vào tháng 11 năm 2016, nhằm mục đích kêu gọi giảm lượng phát thải khí nhà kính vào năm 2050 xuống mức 0 - nghĩa là ở mức cân bằng, điều đó không yêu cầu lượng khí thải phải dừng lại hoàn toàn nhưng phải đủ thấp để các công nghệ mới có thể hấp thụ ra khỏi khí quyển. Đồng thời giảm lượng khí thải từ năm 2050 đến năm 2100 xuống mức có thể được đất và đại dương hấp thụ một cách tự nhiên và vô hại. Theo đó mỗi quốc gia ký kết đặt ra Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) - bao gồm mục tiêu trong 5 năm và những hành động cụ thể để đạt mục tiêu đó. Hiện tại, chỉ có 191 quốc gia tham gia Hiệp định này, trong đó có Việt Nam.
Trong một bài báo trên tạp chí Nature Communications, Brazil, Hoa Kỳ và Nhật Bản dự kiến sẽ đạt được mức phát thải ròng bằng 0 sớm hơn mức trung bình toàn cầu. Trung Quốc, Liên minh Châu Âu và Nga sẽ đạt được lượng phát thải ròng bằng 0 ở tốc độ trung bình, còn Ấn Độ và Indonesia được dự đoán sẽ đạt được lượng phát thải ròng bằng 0 muộn hơn mức trung bình.
