"Carbon" cũng đầy màu sắc? Hãy cập nhật cơ sở kiến thức của bạn về tính trung hòa carbon

Carbon đen (còn được gọi là bồ hóng) chắc chắn là một trong những màu carbon nổi tiếng nhất. Nó không đề cập đến khí carbon dioxide không màu và không mùi, mà là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn như nhiên liệu hóa thạch, thường tồn tại trong các vụ cháy rừng, khói từ lò gạch và bồ hóng. Carbon đen có nhiều tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến khí hậu, ví dụ, là một chất hấp thụ ánh sáng, carbon đen có thể hấp thụ mạnh bức xạ sóng ngắn mặt trời, giải phóng bức xạ hồng ngoại, làm nóng bầu khí quyển xung quanh và tồn tại trong khí quyển trong vài ngày đến vài tuần, do đó tạo ra hiệu ứng nóng lên khu vực; Ngoài ra, khi carbon đen bám vào các bề mặt trắng như tảng băng trôi và mũ tuyết, nó hấp thụ nhiệt trong khi chặn phản xạ, đẩy nhanh quá trình tan chảy của các tảng băng trôi, tảng băng và các tảng băng ở Bắc Cực, và gây ra mực nước biển dâng cao.

Một nghiên cứu được công bố vào năm 2013 bởi tạp chí JGR (Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý) đã chỉ ra rằng hiệu ứng nóng lên của carbon đen bằng khoảng hai phần ba so với carbon dioxide và ở một số khu vực, chẳng hạn như miền bắc Hoa Kỳ, Canada, Bắc Âu và Bắc Á, tác động thực tế có thể còn quan trọng hơn khí mêtan. Điều này, đến lượt nó, có nghĩa là giảm lượng khí thải carbon đen có thể được coi là một trong những cách hiệu quả nhất để giảm thiểu biến đổi khí hậu trên quy mô khu vực trong ngắn hạn.

2. Carbon nâu (Brown Carbon)

Hiện tại, khu vực Bắc Cực đang nóng lên với tốc độ gấp đôi so với phần còn lại của thế giới, và sự tan chảy của sông băng và giảm băng biển đã dẫn đến sự lưu thông khí quyển toàn cầu bất thường và mất đa dạng sinh học cục bộ, từ đó gây ra một loạt các vấn đề về môi trường, sinh thái và kinh tế, cũng không thể tách rời với màu khác của carbon - carbon nâu. Carbon nâu là một bình xịt hữu cơ hấp thụ ánh sáng được giải phóng bởi quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, đốt sinh khối, v.v., thường cùng tồn tại với carbon đen, nhưng có thành phần hóa học và nguồn phức tạp hơn carbon đen. Nó có tác dụng hấp thụ mạnh bức xạ mặt trời trong dải gần cực tím, có thể làm tăng thông lượng bức xạ ròng thu được từ Trái đất, có thể dẫn đến sự nóng lên của khí hậu.

Do khả năng hấp thụ vượt trội, tác động của carbon nâu đến khí hậu của vùng cao nguyên và vùng cực đã dần thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu trong những năm gần đây. Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí One Earth, đồng tác giả của Trường Khoa học Hệ thống Trái đất tại Đại học Thiên Tân và Viện Nghiên cứu Hóa học Max Planck ở Đức, cho thấy ở Bắc Cực, hiệu ứng nóng lên của carbon nâu tan trong nước chiếm khoảng 30% so với carbon đen và đốt sinh khối ở vĩ độ trung bình và cao của bán cầu bắc đóng góp khoảng 60% hiệu ứng nóng lên của carbon nâu ở Bắc Cực. Nếu tần suất, cường độ và mức độ cháy rừng ở vĩ độ trung bình và cao tiếp tục tăng trong tương lai, nhiều sol khí carbon nâu có thể được giải phóng, đẩy nhanh hơn nữa sự nóng lên của khí hậu ở những khu vực này và khiến cháy rừng thường xuyên hơn, tạo thành một vòng luẩn quẩn. Do đó, điều quan trọng là phải xác định tác động nóng lên của carbon nâu và các nguồn chính của nó càng sớm càng tốt để giảm thiểu biến đổi khí hậu ở cao nguyên, vùng cực và thậm chí cả thế giới.

3. Carbon đỏ (Red Carbon)

Carbon đỏ là một màu carbon mới được đề xuất chủ yếu đề cập đến "tất cả các hạt sinh học sống trên tuyết và băng tồn tại với suất phản chiếu giảm", chẳng hạn như tảo tuyết đỏ. "Màu đỏ" ở đây đề cập đến một số sắc tố đỏ, vàng và tím phổ biến được tạo ra bởi các vi sinh vật này, có thể hấp thụ các bước sóng ánh sáng màu xanh lá cây và xanh lam, do đó làm tan băng tuyết và giải phóng các chất khác trong tinh thể băng, chẳng hạn như nitơ và phốt pho. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra "tuyết dưa hấu" ở các vùng cực, dãy Alps và các dãy núi khác, thực sự là tuyết sinh sống ở một số lượng lớn tảo tuyết đỏ. Tảo tuyết đỏ cần nước lỏng cũng như chất dinh dưỡng trong nước để phát triển mạnh, vì vậy khi đủ tảo tuyết đỏ kết hợp với nhau, chúng hấp thụ nhiều năng lượng của mặt trời hơn, khiến sông băng tan chảy nhanh hơn.

Sự nóng lên của khí hậu sẽ dẫn đến sự tan chảy của các tảng băng cực và tăng sự lắng đọng của các hạt trong không khí (ví dụ: bụi nông nghiệp giàu chất dinh dưỡng), điều này sẽ tạo ra một môi trường thuận lợi hơn cho tảo tuyết đỏ phát triển, từ đó sẽ dẫn đến tan chảy sông băng nhiều hơn và mực nước biển tiếp tục tăng. Do đó, khái niệm carbon đỏ được đề xuất để đẩy nhanh nghiên cứu về cách vi sinh vật tác động lên sông băng và tìm cách tránh vòng luẩn quẩn càng sớm càng tốt.

4. Carbon xanh lục (Green Carbon)

Carbon xanh lục hiện được biết đến rộng rãi là "carbon được hấp thụ bởi các hệ sinh thái trên cạn" và được gọi là "xanh lục" vì carbon dioxide này được thực vật trên cạn hấp thụ thông qua quá trình quang hợp, phụ thuộc vào chất diệp lục xanh trong lá cây.

Không còn nghi ngờ gì nữa, các hệ sinh thái carbon xanh lục đóng một vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến mức độ tập trung khí nhà kính trong khí quyển như một bộ đệm tiềm năng cho sự tích tụ khí nhà kính. Rừng bao phủ một phần ba đất đai của hành tinh không chỉ cung cấp môi trường sống cho 80% các loài trên cạn mà còn hấp thụ gần 30% lượng khí thải carbon của hành tinh. Tuy nhiên, các khu rừng ngày nay đang phải đối mặt với tác động của các mối đe dọa như nạn phá rừng và cháy rừng. Theo Ngân hàng Thế giới, từ năm 1990 đến năm 2015, trung bình mỗi giờ trên toàn cầu có 1.000 sân bóng đá trong rừng bị mất. Việc mất rừng tự nhiên khiến carbon dioxide từ thực vật được thải trở lại khí quyển, làm trầm trọng thêm cuộc khủng hoảng khí hậu. Do đó, tối đa hóa việc bảo vệ và mở rộng rừng trên toàn thế giới là rất quan trọng để làm chậm biến đổi khí hậu.

5. Carbon xanh lam (Blue Carbon)

So với carbon xanh lục trên đất liền, quá trình sử dụng các hoạt động của đại dương và sinh vật biển để hấp thụ carbon dioxide từ khí quyển, cố định và lưu trữ trong đại dương được gọi là “carbon xanh lam”. Định nghĩa của nó ban đầu tập trung vào rừng ngập mặn, đầm lầy muối và thảm cỏ biển, nhưng hiện nay cũng bao gồm nhiều loại rong biển và trầm tích hơn.

Carbon xanh lam có đặc điểm cô lập carbon lớn, hiệu quả cao, thời gian lưu trữ lâu, là bể chứa carbon lớn nhất và hoạt động mạnh nhất trên trái đất, mỗi đơn vị diện tích sinh thái biển hấp thụ và lưu trữ lượng carbon nhiều hơn hàng chục lần so với rừng trên cạn, và đại dương hấp thụ và lưu trữ lượng carbon gấp hàng chục lần so với rừng trên cạn. Chu trình lưu trữ carbon có thể kéo dài hàng nghìn năm. Theo ước tính trung bình toàn cầu, bể chứa carbon hàng năm của ba hệ sinh thái carbon xanh ven biển lớn ở nước ta là rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và đầm lầy muối ven biển có thể lên tới khoảng 3,08 triệu tấn. Ngày nay, việc phát triển carbon xanh lam đã trở thành một trong những lĩnh vực tiên tiến nhất nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính một cách hiệu quả và đạt được mục tiêu trung hòa carbon. Thứ nhất, sự phát triển của xã hội carbon xanh lam là điểm khởi đầu quan trọng để Việt Nam tham gia quản trị khí hậu toàn cầu và tích cực ứng phó với biến đổi khí hậu.

Carbon xanh ngọc cũng là một khái niệm tương đối mới liên quan đến "carbon được lưu trữ trong vùng đất ngập nước ngọt nội địa". Vùng đất ngập nước ngọt nội địa nằm giữa đất liền (carbon xanh lục) và nước mặn thủy triều (carbon xanh) và do đó được gọi là carbon xanh ngọc. Ước tính cho thấy các vùng đất ngập nước ngọt nội địa, chỉ chiếm 7% bề mặt đất, có thể chiếm 20% -30% lượng carbon đất trên cạn, và ở một số quốc gia và khu vực có vùng đất ngập nước nội địa rộng lớn hơn, tầm quan trọng của carbon xanh ngọc trong lưu trữ carbon khu vực và điều tiết khí nhà kính không thấp hơn carbon xanh lam. Ví dụ, một nghiên cứu năm 2016 cho thấy vùng đất ngập nước ngọt nội địa ở Hoa Kỳ chứa lượng carbon gấp gần 10 lần so với các vị trí nhiễm mặn thủy triều được nghiên cứu đánh giá.

Tuy nhiên, 87% vùng đất ngập nước trên thế giới đã biến mất kể từ đầu thế kỷ thứ mười tám và chúng liên tục bị đe dọa bởi các hoạt động của con người như thay đổi sử dụng đất, ô nhiễm, khai thác nước và biến đổi cảnh quan, có khả năng giải phóng một lượng lớn carbon dioxide và metan trở lại khí quyển. Do đó, ngày càng có nhiều nhà nghiên cứu đang cố gắng định lượng sự đóng góp của các hệ sinh thái đất ngập nước nội địa vào việc lưu trữ carbon và đang kêu gọi cải thiện các chiến lược quản lý và bảo tồn cho các vùng đất ngập nước ngọt nội địa để tăng tổng lượng bể chứa carbon toàn cầu và giúp đạt được tính trung hòa carbon.