Giới khoa học tìm tới giải pháp chưa từng có để cứu Trái Đất

Đổ hóa chất xuống biển? Phun nước mặn lên mây? Rải các hạt phản chiếu ánh sáng ngược lên bầu trời?

Giới khoa học đang sử dụng những kỹ thuật chưa từng có để làm mát hành tinh, theo Wall Street Journal.

Những phương pháp tiếp cận địa kỹ thuật trên từng bị các nhà khoa học và cơ quan quản lý coi là cấm kỵ. Họ lo ngại việc can thiệp tự trường có thể gây ra hậu quả khôn lường.

Tuy nhiên, mọi thứ dần thay đổi khi giờ đây nhiều nhà nghiên cứu đang nhận quỹ từ người đóng thuế cùng khoản đầu tư tư nhân để rời khỏi phòng thí nghiệm và thử nghiệm các phương pháp này ngoài trời.

Sự thay đổi đó phản ánh mối lo ngại ngày càng tăng khi nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính không tiến triển đủ nhanh để ngăn chặn biến đổi khí hậu, dẫn đến các đợt nắng nóng, bão và lũ lụt trở nên tồi tệ.

Dù vậy, theo các nhà khoa học và lãnh đạo doanh nghiệp tham gia dự án, kỹ thuật địa chất học không thể thay thế cho việc giảm lượng khí thải. Thay vào đó, đây chỉ là cách để làm chậm sự ấm lên của khí hậu trong vài năm tới, nhằm kéo dài thời gian trong khi chuyển sang nền kinh tế không carbon dài hạn.

Các nhà nghiên cứu phun hỗn hợp nước mặn vào không khí với hy vọng đám mây lớn hơn, sáng hơn sẽ phản chiếu ánh nắng, khúc xạ hầu hết loại tia từ Mặt Trời. Ảnh: Southern Cross University.

Nỗ lực "câu giờ"

Hiện có 3 thí nghiệm thực địa đang diễn ra. Vào tháng 2, các nhà nghiên cứu trên con tàu ngoài khơi bờ biển đông bắc Australia, gần Quần đảo Whitsunday đã phun hỗn hợp nước mặn thông qua vòi phun áp suất cao vào không khí. Nỗ lực này nhằm “làm sáng” mây ở độ cao thấp hình thành trên đại dương.

Giới khoa học hy vọng những đám mây lớn hơn, sáng hơn sẽ phản chiếu ánh nắng, tạo ra bức màn chắn bảo vệ Trái Đất khỏi Mặt Trời, khúc xạ hầu hết loại tia từ Mặt Trời ngược lại không gian.

Khi đó, các đám mây này cũng sẽ tạo ra bóng đổ trên bề mặt đại dương, giúp làm mát nước biển xung quanh rạn san hô Great Barrier. Điều này có thể giảm bớt tác động của việc đại dương ấm lên, giảm nguy cơ san hô chết hàng loạt do nhiệt độ nước biển tăng cao.

Dự án nghiên cứu, được gọi là làm sáng mây đại dương, do Đại học Southern Cross (Australia) dẫn đầu nằm trong Chương trình Thích ứng và Phục hồi Rạn san hô trị giá 64,55 triệu USD.

Trong khi đó, tại Israel, công ty khởi nghiệp có tên Stardust Solutions đã bắt đầu thử nghiệm hệ thống phân tán các hạt phản xạ nhỏ ở độ cao khoảng 60.000 feet (hơn 18.000 m).

Khi các hạt này lơ lửng trong không khí, chúng sẽ tương tác với ánh sáng Mặt Trời và phản chiếu lại một phần của nó ra xa khỏi Trái Đất. Kết quả là lượng ánh sáng Mặt Trời được hấp thụ vào bầu khí quyển giảm đi, từ đó làm mát không khí xung quanh và giảm áp lực nhiệt lên bề mặt Trái Đất. Hoạt động này dựa trên một phương pháp gọi là quản lý bức xạ Mặt Trời (SRM).

Yanai Yedvab - giám đốc điều hành dự án - cho biết Stardust huy động được 15 triệu USD từ hai nhà đầu tư. Họ đã thử nghiệm trên không ở mức độ thấp bằng cách sử dụng khói trắng để mô phỏng quỹ đạo của các hạt trong khí quyển.

Một nhóm từ Viện Hải dương học Woods Hole có kế hoạch đổ hợp chất không độc hại vào vùng nước ở phía nam Martha’s Vineyard. Ảnh: Ken Kostel.

Tại Massachusetts (Mỹ), các nhà nghiên cứu ở Viện Hải dương học Woods Hole có kế hoạch đổ 6.000 gallon dung dịch natri hydroxit lỏng vào đại dương cách bờ biển 10 dặm về phía nam đảo Martha's Vineyard vào mùa hè này.

Họ hy vọng dung dịch này sẽ hoạt động như “viên thuốc Tums” (thuốc trị dạ dày), làm giảm độ axit trên vùng nước bề mặt và hấp thụ 20 tấn CO2 từ khí quyển, lưu trữ nó một cách an toàn trong đại dương.

"Khi bạn bị trào ngược dạ dày, bạn sử dụng một viên Tums hòa tan và làm cho dung dịch trong dạ dày ít axit hơn", Adam Subhas, nhà khoa học và nhà nghiên cứu chính của dự án, nói.

"Tương tự, chúng tôi đang muốn thêm chất kiềm này vào nước biển. Nó giúp đại dương hấp thụ nhiều CO2 hơn mà không gây ra thêm hiện tượng axit hóa đại dương. Mọi thứ chúng tôi thấy cho đến nay là nó an toàn về môi trường", ông giải thích.

Subhas cho biết dự án trị giá 10 triệu USD, được gọi là tăng cường độ kiềm của đại dương, và được tài trợ bởi Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ, 2 tổ chức từ thiện cùng một số nhà tài trợ tư nhân.

Vẫn còn lo ngại

Các thí nghiệm làm mát bầu khí quyển bằng cách phản chiếu ánh sáng Mặt Trời ra xa khỏi Trái Đất, thực chất, mô phỏng hiện tượng tự nhiên xảy ra khi núi lửa phun trào.

Năm 1991, núi Pinatubo ở Philippines đã phun bụi lưu huỳnh và tro vào tầng cao khí quyển. Theo BBC, khoảng 15-17 triệu tấn nguyên liệu núi lửa này trải dài thành lớp khói mù che phủ gần như cả địa cầu.

Trong 15 tháng tiếp theo, giới khoa học phát hiện ra điều kinh ngạc. Đám mây phân tử này đã tạo ra bức màn chắn bảo vệ Trái Đất khỏi Mặt Trời, khúc xạ hầu hết loại tia từ Mặt Trời ngược lại không gian.

Kết quả là nhiệt độ trung bình toàn cầu trong năm đó giảm 0,6 độ C.

Núi lửa Pinatubo phun trào. Ảnh: David Harlow/Khảo sát Địa chất Mỹ.

Dù vậy, cho đến vài năm trước, nhiều nhà khoa học vẫn phản đối sự can thiệp của con người vào tự nhiên. Họ lo ngại hành động này sẽ dẫn đến phản ứng dây chuyền, cho phép xã hội lảng tránh việc đưa ra quyết định khó khăn như cắt giảm lượng khí thải và gây tác dụng ngược.

“Nó rất dễ trở thành cái cớ để không làm những việc mà chúng ta có thể làm dù biết sẽ hiệu quả”, Dan Jørgensen, Bộ trưởng Chính sách khí hậu toàn cầu của Đan Mạch, cho biết.

“Khi chúng ta bắt đầu can thiệp vào tự nhiên, chúng ta có nguy cơ gây ra nhiều hậu quả tiêu cực mà chúng ta không thể kiểm soát và không thể lường trước được”, ông nói thêm.

Dù vậy, Jørgensen nhấn mạnh con người cần phải can thiệp, “nhưng chúng ta cần phải cực kỳ cẩn trọng trong cách thực hiện”.

Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ đã công bố nghiên cứu vào năm 2021 ủng hộ cách tiếp cận thận trọng trong việc nghiên cứu các công nghệ địa kỹ thuật năng lượng Mặt Trời.

Trong khi đó, báo cáo thứ hai vào năm 2022 xem xét những phương pháp lưu trữ carbon dioxide khác nhau trong đại dương.

Vào năm 2023, Nhà Trắng ban hành hướng dẫn nghiên cứu về việc rải hạt phản chiếu vào khí quyển và làm sáng đám mây.

Họ kết luận các công nghệ này mang lại khả năng làm mát hành tinh nhưng cũng tiềm ẩn rủi ro chưa nắm bắt hết được, chẳng hạn làm suy giảm tầng ozone bảo vệ, gây hại cho sinh vật biển, gây tổn hại cây trồng hoặc thay đổi mô hình mưa.

Vào tháng 2, tại Nairobi (Kenya), các đại biểu của Hội đồng Môi trường Liên Hợp Quốc sẽ tranh luận về nghị quyết nhằm xem xét rủi ro và lợi ích của việc quản lý bức xạ Mặt Trời.

Mục tiêu đằng sau thí nghiệm thực địa năm nay ở Mỹ, Israel và Australia là giải quyết một số câu hỏi này, đồng thời thu thập thông tin xem liệu dự án có thể đặt nền tảng cho nỗ lực quy mô lớn hơn nhằm làm mát hành tinh hay không.

Để bất kỳ dự án nào trong số này đi từ thử nghiệm thực địa đến triển khai toàn cầu trên quy mô lớn, đều sẽ đòi hỏi sự hợp tác quốc tế và có thể tiêu tốn hàng nghìn tỷ USD. Kịch bản đó có thể mất nhiều năm nữa mới xảy ra.