CÁC NHÀ KHOA HỌC ĐÃ HIỂU VẬT LÝ VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀO NHỮNG NĂM 1800 - NHỜ MỘT NGƯỜI PHỤ NỮ TÊN LÀ EUNICE FOOTE
Tác giả: Sylvia G. Dee
 |
| Eunice Foote đã mô tả hiệu ứng khí nhà kính của carbon dioxide vào năm 1856. Ảnh: Carlyn Iverson / NOAA Climate.gov |
Rất lâu trước khi có sự chia rẽ chính trị hiện nay về biến đổi khí hậu và thậm chí trước Nội chiến Hoa Kỳ (1861-1865), một nhà khoa học người Mỹ tên là Eunice Foote đã ghi lại nguyên nhân sâu xa của cuộc khủng hoảng biến đổi khí hậu ngày nay.
Đó là vào năm 1856. Bài báo khoa học ngắn gọn của Foote là bài báo đầu tiên mô tả sức mạnh phi thường của khí carbon dioxide (CO2) trong việc hấp thụ nhiệt - động lực của sự nóng lên toàn cầu.
Carbon dioxide là một chất khí không mùi, không vị, trong suốt, được tạo thành khi con người đốt cháy nhiên liệu, bao gồm than, dầu, xăng và gỗ.
Khi bề mặt Trái đất nóng lên, người ta có thể nghĩ rằng nhiệt sẽ tỏa trở lại không gian. Nhưng, nó không đơn giản như vậy. Bầu khí quyển vẫn nóng hơn dự kiến, chủ yếu do các khí nhà kính như carbon dioxide, mêtan và hơi nước trong khí quyển, tất cả đều hấp thụ nhiệt từ bên ngoài. Các khí này được gọi là “khí nhà kính” bởi vì, không giống như thủy tinh của nhà kính, các khí này giữ nhiệt trong bầu khí quyển của Trái đất và bức xạ nó trở lại bề mặt hành tinh. Ý tưởng rằng bầu khí quyển giữ nhiệt đã được biết đến, nhưng không phải là nguyên nhân.
Foote đã tiến hành một thí nghiệm đơn giản. Bà lấy hai bình thủy tinh hình trụ và đặt một nhiệt kế vào mỗi bình, bà bơm khí carbon dioxide vào một bình và bơm không khí vào bình kia rồi phơi nắng hai bình. Bình hình trụ chứa carbon dioxide nóng hơn nhiều so với bình hình trụ chứa không khí, và Foote nhận ra rằng carbon dioxide sẽ hấp thụ nhiệt mạnh mẽ trong khí quyển.
Bài
báo của Eunice Foote trên Tạp chí Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ. Ảnh: Hội Hoàng
gia
Phát hiện của Foote về khả năng hấp thụ nhiệt cao của khí carbon dioxide đã khiến bà kết luận rằng: “… nếu trộn không khí với tỷ lệ carbon dioxide cao hơn hiện tại, thì kết quả sẽ là nhiệt độ tăng lên”.
Vài năm sau, vào năm 1861, nhà khoa học nổi tiếng người Ireland John Tyndall cũng đã đo sự hấp thụ nhiệt của carbon dioxide và rất ngạc nhiên khi một thứ “trong suốt với ánh sáng” lại có thể hấp thụ nhiệt mạnh mẽ đến mức ông đã “thực hiện hàng trăm thí nghiệm với cái chất đơn giản này.”
Tyndall cũng nhận ra những tác động có thể có đối với khí hậu, và nói rằng “mọi biến đổi” của hơi nước hoặc carbon dioxide “phải tạo ra sự thay đổi của khí hậu.” Ông cũng ghi nhận sự đóng góp của các khí hydrocarbon khác, chẳng hạn mêtan, có thể gây ra biến đổi khí hậu, và viết rằng “thêm vào một lượng hầu như không đáng kể” của các khí như mêtan sẽ có “những tác động lớn đến khí hậu”.
Con người đã làm tăng carbon dioxide vào những năm 1800
Vào những năm 1800, các hoạt động của con người đã làm tăng đáng kể lượng carbon dioxide trong khí quyển. Việc đốt ngày càng nhiều nhiên liệu hóa thạch - than đá và cuối cùng là dầu và khí đốt - đã làm ngày càng tăng thêm hơn trước đây lượng khí carbon dioxide vào không khí.
 |
| Svante Arrhenius (1859-1927) |
 |
| Nils Ekholm (1848-1923) |
Ước tính định lượng đầu tiên về sự thay đổi khí hậu do carbon dioxide gây ra được thực hiện bởi Svante Arrhenius, một nhà khoa học Thụy Điển và đạt giải Nobel. Năm 1896, ông tính toán rằng “nhiệt độ ở các vùng Bắc Cực sẽ tăng 8 hoặc 9 độ C nếu carbon dioxide tăng lên 2,5 hoặc 3 lần” mức của nó tại thời điểm đó. Ước tính của Arrhenius có thể là thận trọng: Kể từ năm 1900, carbon dioxide trong khí quyển đã tăng từ khoảng 300 phần triệu lên khoảng 417 ppm do các hoạt động của con người và Bắc Cực đã ấm lên khoảng 3,8oC (6,8oF).
Nils Ekholm, một nhà khí tượng học Thụy Điển, đã đồng ý, viết vào năm 1901 rằng “Việc đốt than hầm lò hiện nay quá lớn đến nỗi nếu nó tiếp tục… chắc chắn nó phải gây ra sự gia tăng rất rõ ràng về nhiệt độ trung bình của trái đất.” Ekholm cũng lưu ý rằng carbon dioxide hoạt động ở một tầng cao trong khí quyển, bên trên các lớp hơi nước, nơi những lượng nhỏ carbon dioxide đóng vai trò quan trọng.
Tất cả những điều này đã được hiểu rõ từ hơn một thế kỷ trước.
Đường
cong Keeling theo dõi sự thay đổi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển. Các
cuộc quan sát từ Hawaii bắt đầu từ năm 1958 cho thấy nồng độ CO2 tăng
hay giảm thay đổi theo mùa[1]. Viện
Hải dương học Scripps
Ban đầu, các nhà khoa học nghĩ rằng nhiệt độ Trái đất có thể tăng lên một chút và đó có thể là một lợi ích, nhưng các nhà khoa học này không thể hình dung được sự gia tăng lớn sắp tới trong việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Năm 1937, kỹ sư người Anh Guy Callendar đã ghi lại mối quan hệ giữa nhiệt độ tăng với mức độ tăng carbon dioxide. Ông viết: “Bằng cách đốt cháy nhiên liệu, con người đã thêm vào không khí khoảng 150.000 triệu tấn carbon dioxide trong suốt nửa thế kỷ qua,” và “nhiệt độ thế giới đã và đang thực sự tăng lên…”.
Một lời cảnh báo cho tổng thống vào năm 1965, và sau đó…
Năm 1965, các nhà khoa học cảnh báo Tổng thống Hoa Kỳ Lyndon Johnson rằng ngày càng gia tăng nguy cơ về khí hậu, và kết luận: “Con người đang vô tình thực hiện một thí nghiệm địa vật lý rộng lớn. Trong vòng vài thế hệ, con người đang đốt các nhiên liệu hóa thạch được tích tụ dần trong trái đất suốt 500 triệu năm qua”. Các nhà khoa học đã đưa ra những cảnh báo rõ ràng về nhiệt độ cao, các chỏm băng tan chảy, mực nước biển dâng cao và hiện tượng axit hóa nước biển.
Trong nửa thế kỷ tiếp sau cảnh báo đó, băng đã tan chảy nhiều hơn, mực nước biển dâng cao hơn và quá trình axit hóa, do sự hấp thụ carbon dioxide ngày càng tăng tạo thành axit cacbonic, đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng đối với các sinh vật sống ở đại dương.
Nghiên cứu khoa học đã củng cố đáng kể kết luận rằng khí thải do con người tạo ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch đang gây ra sự nóng lên nguy hiểm của khí hậu và một loạt các tác động có hại. Tuy nhiên, các chính trị gia đã phản ứng chậm chạp. Một số theo cách tiếp cận đã được một số công ty sử dụng nhiên liệu hóa thạch áp dụng, đó là phủ nhận và nghi ngờ sự thật, trong khi những người khác muốn “chờ xem”, mặc dù có nhiều bằng chứng cho thấy tác hại và chi phí sẽ tiếp tục tăng.
Trên thực tế, sự thật hiện nay đang diễn ra nhanh chóng vượt qua các mô hình khoa học. Siêu hạn hán và các đợt nắng nóng ở miền Tây Hoa Kỳ, nhiệt độ cao kỷ lục và nạn cháy rừng zombie fires[2] ở Siberia, cháy rừng lớn ở Úc và miền Tây Hoa Kỳ, các trận mưa không ngừng, dữ dội ở Bờ biển Vùng Vịnh và các trận mưa ở châu Âu và các trận cuồng phong mạnh hơn đều là những điềm báo trước về tình trạng ngày càng gia tăng tình trạng khí hậu bất thường.
Thế giới đã biết về nguy cơ nóng lên do lượng carbon dioxide quá mức trong nhiều thập kỷ, ngay cả trước khi sáng tạo ra ô tô hoặc các nhà máy nhiệt điện than. Một nhà khoa học nữ hiếm hoi trong thời đại của bà, Eunice Foote, đã cảnh báo rõ ràng về khoa học cơ bản cách đây 165 năm. Tại sao chúng ta không lắng nghe kỹ hơn?
 |
| Sylvia G. Dee |
Neil Anderson, một kỹ sư hóa học và giáo viên hóa học hưu trí, đã đóng góp cho bài báo này.
Vài nét về tác giả
Sylvia G. Dee là Trợ lý Giáo sư chuyên về Khoa học Trái đất, Môi trường và Hành tinh, Đại học Rice tại Houston, Texas, Hoa Kỳ. Bà nhận được tài trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA), và Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (National Aeronautics and Space Administration - NASA) của Hoa Kỳ.
Người dịch: Lê Thị Hạnh
Nguồn: “Scientists understood physics of climate change in the 1800s – thanks to a woman named Eunice Foote”. The Conversation, 22.07.2021.
Chú thích: [1]
Từ mùa xuân đến đầu mùa thu, ở Bắc bán cầu, cây cối có nhiều lá nên sự quang hợp làm giảm nồng độ CO2. Còn cuối mùa thu và mùa đông, tốc độ quang hợp chậm lại, nên nồng độ CO2 tăng lên (ND). [2]
Phổ biến ở vùng lãnh nguyên Bắc cực, nơi than bùn giàu carbon tạo ngọn lửa âm ỉ suốt mùa đông. Khi mùa xuân, băng tan, than hồng dưới lòng đất gây cháy rừng (ND).
