Một kỹ sư muốn phủ hàng triệu hạt thủy tinh nhỏ lên Bắc Cực, phản chiếu ánh sáng Mặt Trời để ngăn băng tan chảy

Bắc Cực đang tan chảy dưới tốc độ chưa từng thấy: Băng của Greenland đang biến mất nhanh gấp 6 lần so với 4 thập kỷ trước đây. Vào tháng Tám vừa rồi, 60 tỷ tấn băng ở khu vực này đã tan chảy chỉ trong vòng 5 ngày hè.

Bốn thập kỷ vừa qua là khoảng thời gian chúng ta đã mất 75% khối lượng băng ở Bắc Cực. Lượng băng biển còn lại lúc này đã chạm mức thấp thứ hai kể từ khi các nhà khoa học bắt đầu theo dõi nó vào năm 1979.

Băng tan chảy không chỉ làm mực nước biển dâng lên, mà nó còn tác động đến quá trình biến đổi khí hậu theo một cách lạ lùng khác. Đó là vì các khối băng trắng ở Bắc Cực đang phản chiếu ánh sáng Mặt Trời.

Trái Đất có ít băng hơn nghĩa là nó sẽ phản chiếu được ít nhiệt hơn, hấp thụ nhiều nhiệt hơn càng làm tăng tốc độ tan chảy của băng. Đó là cả một một vòng luẩn quẩn.

Dự án tham vọng phủ Bắc Cực với hàng triệu hạt thủy tinh nhỏ, phản chiếu ánh sáng Mặt Trời để ngăn băng tan chảy

Nhưng bây giờ, một tổ chức phi lợi nhuận có tên Ice911 đang đề xuất một giải pháp có tiềm năng phá vỡ vòng cộng hưởng này. Họ muốn phủ lên Bắc Cực hàng triệu hạt vi cầu thủy tinh rỗng để tạo ra một lớp bảo vệ, vừa phản chiếu ánh sáng Mặt Trời vừa cách ly được băng ở dưới ngăn chặn chúng tiếp tục tan chảy.

"Chúng ta [con người] là một loài sáng tạo khủng khiếp, và chúng ta cần làm chậm chiếc đồng hồ biến đổi khí hậu", Leslie Field, người sáng lập Ice911 nói với Business Insider. "Những công nghệ như thế này cho chúng ta thêm thời gian để hành động".

Những hạt cát nhỏ

Các hạt cầu nhỏ phục vụ ý tưởng của Ice911 trông giống những hạt cát hơn là hạt tràng. Chúng được sản xuất từ ​​silica, một hợp chất từ silic và oxy, có rất nhiều trong thế giới tự nhiên, vô hại đối với con người và động vật.

Field mô tả các hạt vi cầu thủy tinh như những "cát biển nhỏ, mịn, trắng" trôi nổi. Theo một nghĩa nào đó, vật liệu này rất giống tuyết.

Các hạt phản chiếu dính vào băng đá và cả nước một khi tiếp xúc. Thành phần hóa học của chúng đảm bảo chúng không thu hút các chất ô nhiễm gốc dầu. Các mô phỏng được thực hiện bởi Ice911 cho thấy việc sử dụng công nghệ này để khôi phục độ phản xạ của băng có thể giúp một diện tích lớn của Bắc Cực giảm nền nhiệt độ xuống 1,5^oC.

Những hạt vi cầu thủy tinh của Ice911 vừa giống cát vừa giống tuyết.

Nhưng cho đến nay, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm . Field cho biết Ice911 bắt đầu với "một thí nghiệm rất nhỏ trong xô", cái xô được đặt ngay trên thềm nhà cô. Sau đó, nó đã tiến được đến các thử nghiệm nhỏ tại một hồ nước ở vùng núi Sierra Nevada và một cái ao ở bang Minnesota.

Trong hai năm qua, Field và các đồng nghiệp của cô đã đưa các hạt vi cầu thủy tinh đến Bắc Cực, nơi họ rải vật liệu trên một hồ nước đóng băng gần Utqiaġvik (Barrow), Alaska. Kết quả được báo cáo trong một nghiên cứu tháng 5 năm 2018, cho thấy các hạt silica thực sự đã làm tăng độ phản xạ và độ dày của băng.

Cũng phải nói rằng, Field không có tham vọng phủ hạt vi cầu thủy tinh lên cả 1,6 triệu dặm vuông băng biển ở Bắc Cực. Thay vào đó, nhóm của cô đang sử dụng các mô hình khí hậu để xác định các vùng chiến lược của Bắc Cực, nơi các hạt vi cầu thủy tinh có thể phát huy tối đa chức năng của nó.

Một trong những khu vực này là eo biển Fram giữa Greenland và Svalbard - một điểm nóng nơi băng đang tan chảy mạnh. Khu vực đó đang nóng lên nhanh hơn gần bốn lần so với mức trung bình toàn cầu.

"Đây là nơi các tảng băng trôi đến và chết, cái nghĩa trang mỗi năm một đầy nhanh hơn", nhà vật lý khí hậu Till Wagner nói với The Guardian hồi đầu năm.

Một hồ nước đóng băng gần Utqiaġvik (Barrow), Alaska, nơi nhóm Ice 911 đang thử nghiệm các hạt vi cầu của mình.

Field nghĩ rằng trong 3 năm, công nghệ của Ice911 có thể được triển khai để hạn chế hiện tượng này. Nhưng cô ước tính sẽ tốn khoảng 5 tỷ USD để phân tán các hạt vi cầu thủy tinh trên quy mô đủ để tạo ra hiệu quả.

"Khi bạn nhìn vào chi phí đó, nó rất lớn", Field nói. "Nhưng cái giá phải trả khi không làm gì còn lớn hơn nhiều".

Hiện tại, Ice911 vẫn cần tiến hành nhiều thử nghiệm hơn nữa, đồng thời phải thuyết phục được các chính phủ và nhiều nhóm môi trường, trước khi họ triển khai dự án của mình trên quy mô lớn.

Diện tích băng biển Bắc Cực đang thu hẹp dần

Cứ đến tháng Chín hàng năm, diện tích băng biển Bắc Cực sẽ thu nhỏ đến một diện tích cực tiểu. Kể từ những năm 1980, mức tối thiểu đó đã giảm khoảng 13% mỗi thập kỷ và sự suy giảm còn đang tăng tốc. Video minh họa được thực hiện bởi NASA dưới đây sẽ cho bạn thấy điều đó:

Năm 1979, băng biển ở Bắc Cực trải dài trên một diện tích 7 triệu km². Cho tới tháng trước, diện tích đó đã giảm xuống chỉ còn 4,3 triệu km². Theo dữ liệu của NASA, năm nay và năm 2007 đã lập kỷ lục với diện tích băng biển thấp thứ hai chỉ sau năm 2012, khi băng biển Bắc Cực thu hẹp diện tích xuống dưới 2,6 triệu km^2.

Các nhà nghiên cứu tại Cơ quan Vũ trụ châu Âu cũng đã cảnh báo tỷ lệ phát thải carbon hiện nay đang đẩy chúng ta đến một tương lai, toàn bộ Bắc Cực sẽ không còn băng suốt nhiều thập kỷ.

Các vùng băng ở cực Trái Đất được Field mô tả là "tấm lá chắn nhiệt" cho hành tinh. Những khối băng biển dày nhất, già nhất ở Bắc Cực đang phả xạ ánh sáng Mặt Trời một cách tích cực nhất, nhưng chính nó lại là thứ bị tan nhanh nhất. Khoảng 95% băng biển già đã biến mất vào năm 2018.

Và đó chính là vùng băng mà Ice911 muốn bảo vệ.

Một giải pháp khí hậu thân thiện

Với 55 bằng sáng chế trong suốt sự nghiệp của mình, Field cho biết năm 2006 là thời điểm đầu tiên cô xác định được độ phản xạ của băng chính là "chiếc đòn bẩy" khí hậu mà mình muốn tác động. Đó là sau khi Field xem bộ phim tài liệu của Al Gore có tựa đề "An Inconvenient Truth" - tạm dịch là Sự thật phũ phàng.

Một tảng băng khổng lồ được nhìn thấy đằng sau khu định cư Innaarsuit, Greenland, ngày 12 tháng 7 năm 2018

Bộ phim giải thích rằng sự giảm phản xạ ở Bắc Cực đã góp 20% vào sự gia tăng nhiệt độ trên toàn cầu.

Kể từ khi Sự thật phũ phàng được công chiếu, các nhà khoa học đã liên tục đưa ra các cảnh báo ngày một khủng khiếp về hậu quả và tác động của biến đổi khí hậu. Điều đó đã khiến một số nhà khoa học và chính trị gia xem xét đến việc sử dụng các công nghệ địa kỹ thuật (geoengineering) nhằm "hack" vào khí hậu Trái Đất.

Chiến lược địa kỹ thuật là sự can thiệp quy mô lớn có chủ ý vào các hệ thống tự nhiên của Trái Đất nhằm chống lại biến đổi khí hậu. Ví dụ như phát triển các cơ sở hút carbon dioxide ra khỏi không khí hoặc bơm hóa chất phản chiếu vào khí quyển để dội ánh sáng Mặt Trời trở lại không gian.

Trong bài nghiên cứu năm 2018, Field và nhóm của cô đã gọi công nghệ của Ice911 là "địa kỹ thuật đảo ngược địa phương", nhấn mạnh rằng các hạt vi cầu thủy tinh này "khác với những gì được gọi là địa kỹ thuật nguyên gốc".

Field giải thích rằng các hạt vi cầu thủy tinh của Ice911 đang "làm việc để xây dựng lại một thứ gì đó đã từng tồn tại cho đến gần đây, chứ không [hack hay tác động vào khí hậu đế lái] khí hậu theo một con đường mới".

Vangelis Christoduoluo, một tình nguyện viên của Ice911, đứng cạnh một chiếc phao giám sát từ xa thu thập dữ liệu về hiệu quả của các hạt vi cầu rải xuống khu vực thử nghiệm ở Bắc Cực.

Thêm vào đó, các hạt vi cầu thủy tinh được làm từ vật liệu thân thiện và gần gũi với tự nhiên. Field cho biết cách tiếp cận của cô rất khác so với các nỗ lực địa kỹ thuật khác, trong đó, đòi hỏi bơm các hóa chất nhân tạo vào khí quyển.

Một bài báo năm 2018 trên tạp chí Nature nhấn mạnh rằng việc bảo tồn các sông băng ở Bắc Cực và Nam Cực sẽ giúp chúng ta có thêm thời gian để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu.

Nhưng Field đã nhanh chóng lưu ý rằng công việc của Ice911 không nên được coi là một giải pháp toàn diện. "Tôi không muốn đây là một cái cớ cho các mỏ than, tôi không muốn mọi người nói, "Chúng tôi chẳng phải thay đổi một điều gì vì các kỹ sư sẽ sửa chữa được tất cả", cô nói.

Nhưng trước giả thuyết cho rằng băng tan chảy ở các cực đang trên đường dâng mực bước biển của chúng ta lên 2 mét vào năm 2100, đe dọa cuộc sống của hàng trăm triệu người, Field cho biết sự cần thiết phải áp dụng công nghệ của Ice911 hiện đang rất "cấp bách".

Tham khảo Businessinsider