Tin vui cho toàn thế giới: Lỗ hổng tầng Ozone đang dần khép lại

Từ khi được phát hiện vào năm 1985, lỗ hổng tần ozone tại Nam cực là một biểu tượng cho sức tàn phá của loài người. Nhưng giờ lỗ hổng đó đang thu nhỏ dần. “Thật là ngạc nhiên”, Susan Soloman – một nhà hoá học khí quyển tịa đại học công nghệ Massachusett tại Cambridge. “Tôi không nghĩ điều này có thể xảy ra sớm như vậy.”

Mặc dù lỗ hổng này sẽ chưa hồi phục hoàn toàn cho tới sớm nhất là giữa thế kỉ 21, điều này là một tin vui đối với các nhà khoa học đã ủng hộ hiệp định Montreal. Hiệp định quốc tế được kí năm 1987 này cấm sản xuất công nghiệp khí ChloroFluoroCarbons (CFC): một hoá chất có chứa clo có khả năng huỷ hoại tầng ozone – lớp lọc tia cực tím gây ung thư. “Bạn phải biết liệu việc bạn làm có đem lại kết quả mong muốn không”, Solomon – tác giả bài nghiên cứu được đăng trong tạp chí Science tuần này – nói.

Các lỗ hổng xuất hiện và giãn ra khi mùa xuân đến. Suốt mùa đông, khí hậu lạnh khiến axit nitric và nước cô đọng trong khí quyển tạo nên những đám mây mỏng. Bề mặt những đám mây này là môi trường nơi xảy ra các phản ứng giải phóng Clo từ CFC. Các phân tử clo này khi gặp ánh sáng sẽ phá huỷ tầng ozone. Đó là lí do vì sao, sự giảm thiểu của tầng ozone ở Nam Cực không xảy ra cho đến tháng chín khi mùa xuân phía Nam bắt đầu và ánh sáng từ mặt trời có thể chạm tới Nam cực. Đỉnh điểm của quá trình này là vào tháng Mười, đó là khi các nhà khoa học đo đạc sự thay đổi tại lỗ hổng.

Solomon và các đồng nghiệp phát hiện rằng quá trình hồi phục xảy ra rõ ràng hơn vào tháng chín. Sử dụng kết hợp các số liệu đo đạc từ vệ tinh, các thiết bị mặt đất, khinh khí cầu, nhóm của cô cho biết từ năm 2000, lỗ hổng đã nhỏ đi bốn triệu kilomet vuông – lớn hơn diện tích Ấn Độ.

Để biết được liệu việc giảm thiểu khí ga gây hại đã đóng góp cho sự hồi phục này, các nhà nghiên cứu sử dụng mô hình khí quyển 3D để so sánh tác động của hoá chất với tác động thời tiết, cả hai đều có thể ảnh hưởng tới sự giảm thiểu tầng ozone. Các tác động thời tiết bao gồm gió, nhiệt độ và núi lửa phun trào – quá trình này phá huỷ tầng ozone thông qua sự giải phóng các hạt lưu huỳnh vào bầu khí quyển. Lưu huỳnh cũng có tác dụng kích hoạt clo gây hại cho tầng ozone.

Mô hình này giải thích tại sao các nhà khoa học quan sát được một ngoại lệ vào tháng 10 năm 2015 khi lỗ hổng to ra chứ không nhỏ đi theo xu hướng hồi phục. Ban đầu Solomon và các đồng nghiệp tự hỏi liệu quá trình hồi phục có bị chậm so với dự tính không, nhưng mô hình chỉ ra điều này xảy ra là do núi lửa Calbuco tại Nam Chile phun trào sáu tháng trước đó, và thông tin xác nhận rằng chính nhờ giảm thiểu chlo và brom mà tầng ozone đang dần hồi phục. “Đối với tôi, đây là lần đầu tiên mọi thứ được chứng thực rõ ràng.” Neil Harris – một nhà khí quyển học tại Đại Học Cambridge, Anh - cho biết.

Nghiên cứu của Solomon cũng giống các công bố về quá trình hồi phục ozone trước đây, bao gồm một nghiên cứu vào năm 2011. Tuy nhiên các nghiên cứu trước đó đánh giá tác động của các biến số từ thiên nhiên bằng các phương pháp khá đơn giản, và nhiều nhà nghiên cứu hoài nghi với các giả thiết đã từng được sử dụng. Sử dụng mô hình 3D để tìm ra những bằng chứng cơ sở là “một phương pháp phức tạp hơn nhiều”, theo Ross Salawitch – một nhà khoa học khí quyển tại đại học Maryland, College Park.

Thế nhưng, Paul Newman, người điều hành trang web Theo dõi tầng ozone Nam cực của NASA tại trung tâm hàng không vũ trụ Goddard, Greenbelt, đang đau đầu với câu hỏi tại sao trong nghiên cứu, chỉ 2 triệu kilomet vuông được hồi phục là do giảm thiểu chlo và brom? Phần còn lại hồi phục là nhờ thời tiết. Các tác động thời tiết trung bình là không đáng kể, ông cho biết. “Nếu chúng ta không thể giải thích cho một nửa của vấn đề, vậy chúng ta có thể thực sự giải thích về nửa kia mà chúng ta nghĩ là ta biết?” Newman cho rằng phát hiện trên có thể chỉ ra vấn đề trong mô hình của Solomon. Hoặc, ông nói, nó có thể phản ánh một sự thay đổi lấn trong thời tiết tại vùng cực, được gây ra bởi sự thay đổi khí hậu. “Solomon đã hé màn một bài toán khó giải”.

Dù sao, kết quả trên cũng đủ thoả mãn với Solomon. Chính bà là người dẫn đầu nghiên cứu năm 1986 và phát hiện các đám mây tầng bình lưu là môi trường xúc tác cho các phản ứng giải phóng clo. Bà cũng góp phần quan trọng trong các đánh giá khoa học dẫn tới hiệp định thư Montreal và các báo cáo sau này. “Việc chúng ta đã đưa ra một hành động mang tính quốc tế và nó đem lại kết quả thực sự đã cho tôi một cái nhìn khả quan.” Bà nói.