Các mảnh nhựa nhỏ xáo trộn liên tục trong bầu khí quyển và một mô hình mới cho thấy chúng có thể ảnh hưởng một cách tinh vi đến khí hậu.
Giống như tro bụi phun ra từ một ngọn lửa siêu nhỏ, vi nhựa xâm nhập vào bầu khí quyển và bao vây địa cầu. Những mẩu nhựa dài chưa đến 5 mm và chúng có hai loại chính. Các mảnh vỡ sinh ra từ túi và chai bị phân hủy hoặc các sợi nhỏ bị tách rời từ quần áo tổng hợp trong quá trình giặt và xả ra biển. Sau đó, những cơn gió sẽ quét qua đất liền và đại dương, mang vi nhựa vào bầu khí quyển. Không khí tồi tệ đến mức mỗi năm lượng vi nhựa tương đương hơn 120 triệu chai nhựa rơi xuống 11 khu bảo tồn ở Mỹ, khu vực chỉ chiếm 6% tổng diện tích cả nước.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học đã thực hiện bước đầu tiên trong việc mô hình hóa cách các hạt trong khí quyển có thể ảnh hưởng đến khí hậu, và đó là một sự kết hợp kỳ lạ giữa tin tốt và xấu. Tin tốt là vi nhựa có thể phản xạ một phần nhỏ năng lượng của mặt trời trở lại không gian, giúp làm mát khí hậu một chút. Tin xấu là nhân loại đang nạp vào môi trường quá nhiều vi nhựa (các mẫu trầm tích đại dương cho thấy nồng độ đã tăng gấp đôi cứ sau 15 năm kể từ những năm 1940), và bản thân các hạt rất đa dạng, đến nỗi thật khó để biết cuối cùng chất ô nhiễm sẽ ảnh hưởng như thế nào đến khí hậu. Ở một thời điểm nào đó, chúng có thể đốt nóng hành tinh.
Trái đất hấp thụ một phần năng lượng của mặt trời, đồng thời phản xạ một phần năng lượng của chính trái đất, một sự trao đổi được gọi là lực bức xạ. Giống như các sol khí khác trong khí quyển, chẳng hạn như bụi và tro, vi nhựa tương tác với năng lượng này. Nhà hóa học khí quyển Laura Revell, tác giả chính bài báo mới cho biết: “Vi nhựa rất tốt trong việc tán xạ ánh sáng mặt trời trở lại không gian, vì vậy chúng tôi nhận thấy ảnh hưởng làm mát của chúng, nhưng chúng cũng hấp thụ bức xạ do trái đất phát ra tức cũng có thể góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính dù rất nhỏ”.
Giống như những bông tuyết, không có hai loại vi nhựa nào giống nhau, chúng được hình thành từ nhiều polyme khác nhau và có màu sắc cầu vồng. Các mảnh nhựa vỡ vụn khi chúng bị đảo lộn trong môi trường trong khi các sợi phân tách lặp đi lặp lại. Và mỗi một hạt phát triển thành một “hệ sinh thái nhựa” (plastisphere) độc nhất của vi khuẩn, virus và tảo.
Vì vậy, khi Revell và đồng nghiệp bắt đầu xây dựng mô hình về cách vi nhựa ảnh hưởng đến khí hậu, các tác giả biết rằng sẽ không thể đại diện cho sự đa dạng như vậy. Thay vào đó, nhóm xác định các đặc tính quang học chung của sợi và mảnh nhựa như hai nhóm chính, chẳng hạn chúng phản xạ hoặc hấp thụ năng lượng mặt trời như thế nào. Nhóm dựa trên mô hình tự thiết kế dành cho các polyme tinh khiết không màu và giả định thành phần khí quyển là 100 hạt/ m3 không khí. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã gắn tất cả những điều này vào một mô hình khí hậu hiện có, mô hình này sẽ cho biết các tác động ước tính mà vi nhựa trong khí quyển ảnh hưởng tới khí hậu.
Nhóm phát hiện ra rằng hiệu ứng ròng hiện tại về cơ bản là một sự rửa sạch. Sự làm mát nhẹ do phản xạ gây ra sẽ triệt tiêu khá nhiều sự ấm lên nhẹ do hấp thụ bức xạ mặt trời. Tuy nhiên, nhóm không biến điều này thành một sự thay đổi nhiệt độ tiềm ẩn đối với khí hậu nói chung.
Trái đất thực sự có thể được làm mát nhiều hơn từ bụi trong không khí. Nếu bạn đã nghe nói về kỹ thuật địa lý năng lượng mặt trời thì đó là nguyên tắc tương tự: máy bay phun các bình xịt, đưa năng lượng của mặt trời trở lại không gian. Thật kỳ lạ, các tàu chở hàng cũng làm điều đó, mặc dù vô tình những đám mây ô nhiễm mà chúng phun ra vừa góp phần làm nóng lên toàn cầu vừa hoạt động như những đám mây phản xạ ánh sáng.
“Tôi muốn nhấn mạnh rằng đây không phải là một điều tốt. Trước hết, vi nhựa là mối nguy hiểm của riêng nó đối với hệ sinh thái và chính cơ thể chúng ta. Thứ hai, màu sắc là một trong những hạn chế của một mô hình đầu tiên như vậy. Trong khi mô hình nghiên cứu dựa trên các hạt không sắc tố thì vi nhựa lại có nhiều màu sắc, đặc biệt là sợi nhỏ quần áo. Màu sắc sẽ ảnh hưởng đáng kể đến lực bức xạ tiềm năng: màu tối hơn hấp thụ nhiều năng lượng hơn trong khi màu sáng hơn phản xạ nhiều hơn. Một khi màu sắc của các hạt được đưa vào các mô hình tương lai, các nhà khoa học có thể nhận thấy chúng thực sự có khả năng dẫn đến hiện tượng ấm lên. Hiện tại, không có cách nào để biết có bao nhiêu hạt có màu sắc đang xoáy trong khí quyển. Thêm vào đó, các vi sinh vật phát triển trên các hạt cũng có thể thay đổi hệ số phản xạ của chúng”, Revell cho biết.
Mô hình mới này là sự khởi đầu của sự kết hợp giữa khoa học khí hậu và khoa học vi nhựa. Nhà khoa học khí quyển Natalie Mahowald của Đại học Cornell, người đã lập mô hình vi nhựa trong khí quyển cho biết: “Đây là một nghiên cứu đầu tiên thú vị về lực bức xạ trực tiếp của vi nhựa trong khí quyển. Các kết quả có thể rất nhạy cảm với các giả định về kích thước, sự phân bố cũng như màu sắc của vi nhựa”.
Như Mahowold đã chỉ ra, phân bố là một yếu tố phức tạp khác đối với mô hình ban đầu này. Các nhà khoa học có thể lấy mẫu không khí và mô tả đặc điểm vi nhựa mà họ chụp được nhưng chúng chỉ đại diện cho một đốm sáng trong bầu khí quyển khổng lồ. Ngoài ra, lượng vi nhựa ở cách mặt đất hơn 30 m có thể khác nhiều so với ở độ cao trên 300 m, vi nhựa nhỏ hơn có thể ở vị trí cao hơn. Revell và các đồng nghiệp đã sử dụng một nồng độ cố định – 100 hạt / m3 không khí – trong khi các nhà khoa học đang nhận được số lượng cực kỳ khác nhau khi họ lấy mẫu trên khắp thế giới. Trên đại dương, nồng độ nhựa có thể ít hơn 1 hạt /m3 nhưng ở trên Bắc Kinh là 5.600 hạt / m3 và London là 2.500 hạt / m3.
Và sau đó là các hạt nano nhựa, nhỏ hơn một phần triệu mét. Rất ít nhà khoa học có đủ thiết bị và chuyên môn cần thiết để lấy mẫu nano nhựa nhưng một nhóm làm việc ở vùng núi Alps hẻo lánh đã phát hiện ra rằng có ít nhất 200 tỷ hạt rơi xuống một mét vuông của ngọn núi mỗi tuần. Bầu khí quyển chứa đầy các hạt nhựa nhưng các nhà khoa học không thể phát hiện ra tất cả.
Tuy nhiên, có một dấu hiệu trong mô hình mới cho thấy sự hiện diện của rất nhiều chất ô nhiễm đang ảnh hưởng đến khí hậu và suy đoán đặt ra là liệu chúng có ảnh hưởng đến sự hình thành mây hay không. Một đám mây hình thành khi nước bám vào các vật chất dạng hạt như bụi. Điều gì sẽ xảy ra nếu vi nhựa trong khí quyển thực sự hoạt động như những hạt nhân bổ sung?
Trong phòng thí nghiệm, ít nhất, các nhà khoa học đã theo dõi các hạt tụ băng trong các khoang đặc biệt tái tạo điều kiện khí quyển. Revell cho rằng: “Đây sẽ là một con đường thực sự hấp dẫn, nếu vi nhựa hoạt động theo cách này và góp phần tạo nên các đám mây – trong khi bản thân các đám mây có tác động rất lớn đến sự cân bằng năng lượng và hệ thống khí hậu, những đám mây lớn hơn, sáng hơn phản xạ nhiều hơn bức xạ của mặt trời vào không gian – thì đây là một cách mà các chất ô nhiễm có thể làm lệch hướng năng lượng”.
Ý Nhi (Theo e360.yale.edu)
