Ngày nay, mọi người đều biết rằng đồng bằng Nam Cực đang bị đe dọa trực tiếp bởi tình trạng nóng lên toàn cầu. Nhưng trong khi con người không may phản ứng chậm để ngăn chặn thảm họa sinh thái này, thì vùng lãnh thổ quý giá này ít nhất có thể trông cậy vào sự hỗ trợ của những cư dân nổi tiếng nhất: một nghiên cứu mới cho thấy chim cánh cụt đang giúp hạ nhiệt độ của lục địa băng giá này... nhờ vào phân của chúng.
Khi phân chim tích tụ với số lượng lớn, một chất gọi là guano sẽ được tạo ra, có đặc điểm là cực kỳ cô đặc trong các hợp chất nitơ. Đặc điểm này cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển nền văn minh của chúng ta. Vào giữa thế kỷ 17, các nhà nghiên cứu nhận thấy đây là một loại phân bón tuyệt vời. Sau đó, nó trở thành nguồn tài nguyên quan trọng mở đường trực tiếp cho nền nông nghiệp công nghiệp, tạo ra sự gia tăng đáng kể về sản lượng lương thực—và theo đó là dân số loài người.
Kể từ đó, phân chim phần lớn đã được thay thế bằng phân bón tổng hợp có nguồn gốc từ quy trình Haber-Bosch (xem bài viết của chúng tôi về chu trình nitơ). Nhưng nó vẫn tiếp tục đóng một vai trò rất quan trọng về mặt sinh thái, và nghiên cứu mới nhất của một nhóm từ Đại học Helsinki vừa xác nhận điều này một lần nữa.
Do đó, nhóm nghiên cứu của Matthew Boyer, một nhà nghiên cứu tại Đại học Helsinki, đã tự hỏi về mức độ của hiện tượng này và những tác động của nó. Liệu nó có thể tạo ra đủ lượng mây để tác động đến khí hậu địa phương không?
Để kiểm tra giả thuyết này, họ đã lắp đặt vô số thiết bị trên Đảo Seymour, cách không xa nơi sinh sống của một đàn chim cánh cụt Adélie gồm khoảng 60.000 con. Họ phát hiện ra rằng khi gió thổi từ đàn kiến về phía các cảm biến của họ, nồng độ amoniac và khí dung có xu hướng bùng nổ, đạt nồng độ cao hơn khoảng 1.000 lần so với nồng độ nền. Và thậm chí sau khi đàn chim cánh cụt đã thu dọn đồ đạc và rời đi để thực hiện cuộc di cư hàng năm, nồng độ vẫn cao hơn bình thường khoảng 100 lần do phân chim vẫn tồn tại trong đất.
Tuy nhiên, các tác giả lưu ý rằng kết quả của động lực này vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. Mây cũng có thể giúp giữ lại bức xạ hồng ngoại giữa băng biển và lớp mây, khiến việc xác định chính xác tác động ròng của phân chim lên nhiệt độ cục bộ là tích cực hay tiêu cực trở nên khó khăn.
Nhưng đối với các tác giả, nghiên cứu này trên hết làm nổi bật tính phức tạp của các hiện tượng khí hậu. Để hiểu rõ nhất về chúng và chống lại hiện tượng nóng lên toàn cầu một cách hiệu quả nhất có thể, chúng ta phải xem xét vô số yếu tố dễ bị bỏ qua—và vai trò của chim cánh cụt là một ví dụ điển hình.
“Điều quan trọng là phải hiểu rằng những môi trường tự nhiên này là cơ sở để chúng ta định lượng và hiểu được tác động của hoạt động của con người đối với khí hậu,” Ken Carslaw, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Washington Post. "Những quan sát này là một mảnh ghép mới của câu đố sẽ giúp cải thiện việc biểu diễn các đám mây trong các mô hình khí hậu."
"Cả đại dương và chim cánh cụt đều ảnh hưởng đến bầu khí quyển và trên thực tế, đến khí hậu cục bộ ở Nam Cực—và những thay đổi cục bộ ở Nam Cực sẽ tác động đến khí hậu toàn cầu", Boyer kết luận.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
Khi phân chim tích tụ với số lượng lớn, một chất gọi là guano sẽ được tạo ra, có đặc điểm là cực kỳ cô đặc trong các hợp chất nitơ. Đặc điểm này cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển nền văn minh của chúng ta. Vào giữa thế kỷ 17, các nhà nghiên cứu nhận thấy đây là một loại phân bón tuyệt vời. Sau đó, nó trở thành nguồn tài nguyên quan trọng mở đường trực tiếp cho nền nông nghiệp công nghiệp, tạo ra sự gia tăng đáng kể về sản lượng lương thực—và theo đó là dân số loài người.
Kể từ đó, phân chim phần lớn đã được thay thế bằng phân bón tổng hợp có nguồn gốc từ quy trình Haber-Bosch (xem bài viết của chúng tôi về chu trình nitơ). Nhưng nó vẫn tiếp tục đóng một vai trò rất quan trọng về mặt sinh thái, và nghiên cứu mới nhất của một nhóm từ Đại học Helsinki vừa xác nhận điều này một lần nữa.
Từ phân chim đến mây
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các hợp chất nitơ có trong phân chim được chuyển hóa thành amoniac bởi các vi sinh vật cư trú ở đó. Amoniac này phản ứng với các hợp chất khác, đặc biệt là các hợp chất gốc lưu huỳnh, để tạo ra các loại khí dung khác nhau như amoni sunfat. Thực tế là, các hạt khí dung này có xu hướng hoạt động giống như các hạt nhân ngưng tụ—các hạt thu hút hơi nước gần đó, tạo thành các giọt chất lỏng, sau đó tạo thành mây.
Do đó, nhóm nghiên cứu của Matthew Boyer, một nhà nghiên cứu tại Đại học Helsinki, đã tự hỏi về mức độ của hiện tượng này và những tác động của nó. Liệu nó có thể tạo ra đủ lượng mây để tác động đến khí hậu địa phương không?
Để kiểm tra giả thuyết này, họ đã lắp đặt vô số thiết bị trên Đảo Seymour, cách không xa nơi sinh sống của một đàn chim cánh cụt Adélie gồm khoảng 60.000 con. Họ phát hiện ra rằng khi gió thổi từ đàn kiến về phía các cảm biến của họ, nồng độ amoniac và khí dung có xu hướng bùng nổ, đạt nồng độ cao hơn khoảng 1.000 lần so với nồng độ nền. Và thậm chí sau khi đàn chim cánh cụt đã thu dọn đồ đạc và rời đi để thực hiện cuộc di cư hàng năm, nồng độ vẫn cao hơn bình thường khoảng 100 lần do phân chim vẫn tồn tại trong đất.
Tác động hữu hình đến khí hậu địa phương
Dựa trên những số liệu này, nhóm nghiên cứu kết luận rằng hoạt động sinh học của loài chim cánh cụt có tác động rất hữu hình đến quá trình hình thành mây trên Nam Cực. Nếu không có phân chim do những loài chim này thải ra, lượng mây che phủ sẽ ít hơn đáng kể, làm tăng lượng năng lượng mặt trời chiếu tới bề mặt—có khả năng tác động đáng kể đến nhiệt độ tại địa phương.Tuy nhiên, các tác giả lưu ý rằng kết quả của động lực này vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. Mây cũng có thể giúp giữ lại bức xạ hồng ngoại giữa băng biển và lớp mây, khiến việc xác định chính xác tác động ròng của phân chim lên nhiệt độ cục bộ là tích cực hay tiêu cực trở nên khó khăn.
Nhưng đối với các tác giả, nghiên cứu này trên hết làm nổi bật tính phức tạp của các hiện tượng khí hậu. Để hiểu rõ nhất về chúng và chống lại hiện tượng nóng lên toàn cầu một cách hiệu quả nhất có thể, chúng ta phải xem xét vô số yếu tố dễ bị bỏ qua—và vai trò của chim cánh cụt là một ví dụ điển hình.
“Điều quan trọng là phải hiểu rằng những môi trường tự nhiên này là cơ sở để chúng ta định lượng và hiểu được tác động của hoạt động của con người đối với khí hậu,” Ken Carslaw, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Washington Post. "Những quan sát này là một mảnh ghép mới của câu đố sẽ giúp cải thiện việc biểu diễn các đám mây trong các mô hình khí hậu."
"Cả đại dương và chim cánh cụt đều ảnh hưởng đến bầu khí quyển và trên thực tế, đến khí hậu cục bộ ở Nam Cực—và những thay đổi cục bộ ở Nam Cực sẽ tác động đến khí hậu toàn cầu", Boyer kết luận.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
