Băng vĩnh cửu tan chảy ở Bắc Cực: Mối nguy hiện hữu khi các chất lưu giữ trong đó thoát ra môi trường

Bằng cách giải mã các hồ sơ lịch sử cùng các nghiên cứu thực tế về sự ô nhiễm, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ngoài bụi phóng xạ từ các vụ nổ hạt nhân và các chất ô nhiễm như thủy ngân, asen và DDT, còn cả vi sinh vật Methuselah - vi sinh vật đã bị nhốt trong lớp băng vĩnh cửu hàng thiên niên kỷ, nhưng khi băng ở Bắc cực tan chẩy thì các loại vi khuẩn, vi rút cũng như các chất độc hại đó có thể sẽ được giải phóng ra ngoài môi trường.

"Băng vĩnh cửu" - (Permafrost) tầng đất đóng băng vĩnh cửu là một lớp bề mặt bị đóng băng liên tục trong rất nhiều năm bao gồm đất hoặc bụi bẩn trộn với băng và bị tuyết bao phủ, theo Trung tâm Dữ liệu Băng tuyết Quốc gia Hoa Kỳ (NSIDC). Permafrost bao phủ khoảng 9 triệu dặm vuông (~23 triệu km vuông) ở Bắc bán cầu, các lớp băng ở đây có độ dày từ dưới 3 feet (1 mét) đến hơn 3.000 feet (1.000m), theo NSIDC.

Hầu hết lớp phủ băng vĩnh cửu ở Bắc Cực đã tồn tại trong 800.000 năm đến 1 triệu năm, nhưng biến đổi khí hậu đang ăn mòn, làm tan chẩy ngay cả một số trữ lượng băng cổ xưa nhất. 

Sự ấm lên ở Bắc Cực đang diễn ra nhanh hơn, gấp hơn hai lần so với các nơi khác trên thế giới và trong 15 năm qua đã làm khu vực này nóng lên và băng tan chảy đến mức cảnh quan đóng băng đã bị biến đổi vĩnh viễn, theo Báo cáo về Bắc Cực năm 2020 do tổ chức Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA). 

Một trong những mối nguy hiểm được biết đến của sự nóng lên ở Bắc Cực là việc giải phóng một lượng lớn khí nhà kính . Lớp băng vĩnh cửu tan chảy thải ra hàng triệu tấn carbon dioxide và methane mỗi năm, và số lượng đó có thể sẽ tăng lên khi Trái đất tiếp tục ấm lên, Live Science đưa tin vào năm 2020 .

Nhưng cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa đánh giá hết mức độ nguy hiểm do các chất lưu giữ trong lớp băng vĩnh cửu "mọi thứ từ vi khuẩn và vi rút tiềm ẩn, đến chất thải hạt nhân, hóa chất và thủy ngân” khi chúng thoát ra môi trường

Kể từ khi thử nghiệm hạt nhân bắt đầu vào những năm 1950, các chất thải phóng xạ đã được đổ về Bắc Cực. Trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, từ cuối Thế chiến II cho đến năm 1991, Hoa Kỳ và Liên Xô đã tiến hành thử nghiệm và nghiên cứu hạt nhân ở Bắc Cực, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra lượng chất thải phóng xạ cao có trong đất và các lớp băng vĩnh cửu.

Các vụ nổ của Liên Xô tại quần đảo Novaya Zemlya của nước này, từ năm 1959 đến năm 1991, giải phóng 265 megaton năng lượng hạt nhân, Người Nga cũng đánh đắm hơn 100 tàu ngầm hạt nhân đã ngừng hoạt động ở biển Barents và Kara, giải phóng plutonium và cesium các chất phóng xạ có thể được phát hiện ngày nay trong trầm tích đáy biển và các tảng băng, cũng như trong thực vật và đất dưới các sông băng, theo nghiên cứu.

Camp Century của Mỹ , một trung tâm nghiên cứu chạy bằng năng lượng hạt nhân ở Greenland , sau quá trình hoạt động đã tạo ra chất thải phóng xạ, và chúng được bỏ lại bên dưới lớp băng khi địa điểm ngừng hoạt động vào năm 1967. Lớp băng đó hiện đang tan chẩy nhanh chóng khoảng 243 - 268 tấn mỗi năm, khi Bắc Cực ấm lên. 

Và khi một máy bay ném bom B-52 của Mỹ rơi gần Căn cứ Không quân Thule của Đan Mạch ở Greenland vào năm 1968, tên lửa hạt nhân của nó bị vỡ và giải phóng uranium và plutonium từ bốn quả bom vào các khối băng. Các nhà nghiên cứu cho biết mức độ bức xạ ở Bắc Cực sẽ tiếp tục gây hại môi trường cho đến năm 2500.

Quá trình vận tải biển, đánh bắt cá và các công ty khai thác khoảng sản ở Bắc Cực trong nhiều thập kỷ với diện tích trên mười nghìn dặm vuông (~ gần 26.000km2) cũng để lại nhiều chất thải có hàm lượng kim loại nặng độc hại như thủy ngân, asen và niken. 

Theo nghiên cứu, những chất ô nhiễm này đã chìm sâu vào đất và bị đóng băng ở Bắc Cực, nay biến đổi khí hậu nhiệt độ ấm lên băng tan giải phóng chúng ra ngoài môi trường điều này có thể đe dọa động vật hoang dã và cộng đồng con người ở Alaska, Canada, Greenland, Scandinavia và Nga. 

Các nhà nghiên cứu nhận thấy, ước tính có khoảng trên 800.000 tấn thủy ngân được lưu trữ trong lớp băng vĩnh cửu và với xu hướng ấm lên hiện nay có thể làm tăng lượng phát thải thủy ngân ở Bắc Cực lên tới 200% vào năm 2300, các nhà nghiên cứu tính toán.

Trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực cũng giữ lại các kho chứa hóa chất nguy hiểm bị cấm vào đầu những năm 2000, chẳng hạn như thuốc trừ sâu DDT (dichloro-diphenyl-trichloroethane) và PCB (polychlorinated biphenyls), một nhóm hóa chất được sử dụng rộng rãi trong chất lỏng làm mát. 

Những chất này và các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy khác, hay còn gọi là POP, di chuyển đến Bắc Cực trong khí quyển và theo thời gian trở nên tập trung trong lớp băng vĩnh cửu. 

Tuy nhiên, "một vài nghiên cứu đã theo dõi sự vận chuyển và nguy cơ POP", cho thấy rằng "tác động của những hóa chất này trong các hệ thống ở Bắc Cực đang bị đánh giá thấp", theo nghiên cứu. 

Các mối đe dọa vi sinh vật cũng có thể ẩn náu trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực. Bởi vì các vi sinh vật ở Bắc Cực đã tiến hóa để tồn tại ở nhiệt độ thấp, cùng với khả năng tiếp cận tối thiểu các chất dinh dưỡng hoặc nước, nhiều loài có khả năng sống lại ngay cả sau hàng nghìn năm trong tình trạng đóng băng sâu. 

Trong các nghiên cứu trước đó, các nhà nghiên cứu đã hồi sinh các quần thể vi khuẩn trong lớp băng vĩnh cửu có niên đại 30.000, 120.000 và thậm chí một triệu năm trước, các nhà khoa học cho biết.

Một yếu tố quan trọng khác là các chất ô nhiễm khác nhau gây ra các mức độ rủi ro khác nhau tùy thuộc vào số lượng chất ô nhiễm, thời gian tiếp xúc và cách con người và động vật hoang dã có thể tiếp xúc với nó.

Vì lý do đó, bước tiếp theo đối với các nhà nghiên cứu có thể là có thể chỉ rõ mức độ rủi ro của các chất ô nhiễm được xác định gần đây trong lớp băng vĩnh cửu.

Nhưng thật khó để đánh giá rủi ro của vi khuẩn Methuselah trong lớp băng vĩnh cửu, vì vẫn chưa biết loại vi khuẩn và vi rút nào có thể gây tác hại đối với con người.

Miner cho biết: “Chúng tôi biết rất ít về loại vi khuẩn có hại, những vi khuẩn này sống trong nhiều điều kiện khác nhau trong một thời gian dài và có khả năng tái xuất hiện. "Đây là những vi khuẩn đã liên kết với những thứ như con lười khổng lồ hoặc voi ma mút, và chúng tôi không biết chúng có thể làm gì khi được thả vào hệ sinh thái của chúng tôi". Chưa có nghiên cứu nào cụ thể.

Về lâu dài, việc giữ những sinh vật và chất ô nhiễm này trong những ngôi mộ đóng băng vĩnh cửu sẽ tốt hơn là khi chúng thoát ra ngoài và chúng ta phải tìm cách để khắc chế chúng.

Điều cực kỳ quan trọng là phải đảm bảo rằng chúng ta làm mọi thứ trong khả năng của mình để giữ cho lớp băng vĩnh cửu và nói chung là Bắc Cực luôn bị đóng băng.

Điều này sẽ dễ dàng hơn rất nhiều thay vì nếu không chúng ta sẽ phải đối mặt với hàng loạt các hóa chất độc hại, chất phóng xạ, các loại vi rút, vi khuẩn mà chúng ta còn chưa được biết hết tác hại của chúng sẽ tràn ra môi trường.

Phát hiện được công bố ngày 30 tháng 9 trên tạp chí Nature Climate Change .

Theo Tạp chí Điện tử