CO2 không phải là khí duy nhất tạo nên hiệu ứng khí nhà kính, mặc dù nó là thành tố quan trọng nhất, theo nghĩa con người tác động nhiều nhất. Khí nhà kính bao gồm CO2, hơi nước, methan (CH4), nitrous oxide (N2O) và một vài khí khác. [1]
Sự gia tăng nồng độ của khí nhà kính trong không khí là nguyên nhân tạo nên biến đổi khí hậu. Gọi là khí nhà kính vì các khí này hoạt động giống vai trò của nhà kính: nó để các bức xạ mặt trời xuyên qua, đập vào mặt đất, và giữ nhiệt lại.
Các tia bức xạ tử ngoại (sóng ngắn) sau khi xuyên qua lớp khí nhà kính trong bầu khí quyển, đến mặt đất. Mặt đất bị sưởi nóng bởi các bức xạ mặt trời và đến lượt nó phát ngược trở lại các bức xạ dưới dạng các bức xạ hồng ngoại (sóng dài) vào không gian. Lúc này, bầu khí quyển hấp thụ một phần các bức xạ hồng ngoại và sưởi ấm trái đất. Các khí nhà kính đã tồn tại hàng triệu năm và giúp nâng nhiệt độ trái đất lên 59 độ F so với khi không có các khí này. Hiệu ứng nhà kính là một phần lịch sử của trái đất, nói một cách khác, các sinh vật trên trái đất không thể tồn tại nếu không có hiệu ứng nhà kính. Vấn đề là giờ đây con người đã tác động mạnh làm tăng nồng độ của các khí này trong bầu khí quyển.
Trong tự nhiên có một hiện tượng quan trọng gọi là hiệu ứng ngưỡng (threshold effect). Khi nhiệt độ cơ thể vượt qua một ngưỡng sẽ gây ra cái chết, mùa màng thất bát, bệnh dịch lan tràn. Một sự sút giảm nhỏ trong quần thể động vật vượt quá ngưỡng dẫn đến sự tuyệt chủng của quần thể đó. [2]
Một sự thay đổi môi trường rất lớn nhiều khi được khơi mào chỉ bởi những tác động tương đối nhỏ. Tuy nhiên, những tác động nhỏ này tạo ra những tác động dây chuyền tiếp theo và cuối cùng tạo nên một tác động vô cùng lớn. [3] Sự thay đổi của bức xạ mặt trời khơi mào cho những biến đổi khác nhau lên hệ thống khí hậu của trái đất.
Sự thay đổi quĩ đạo khởi đầu cho những thay đổi khí hậu, nhưng đây chưa phải là hiệu ứng quan trọng nhất. Khi trái đất ấm hơn, băng bắt đầu tan ra. Khi những tia sáng mặt trời chiếu lên băng, phần lớn những tia sáng này phản xạ ngược lại không gian. Khi những tia sáng chiếu lên mặt nước hoặc mặt đất (nơi mà băng đã tan), nó bị hấp thụ bởi mặt nước và mặt đất, làm trái đất ấm hơn. Sự ấm nóng này tạo ra những thay đổi trên bề mặt trái đất, hấp thụ bức xạ nhiệt và quá trình ấm nóng diễn ra nhanh hơn.
Hiệu ứng thứ hai liên quan đến CO2. Khi trái đất và nước biển ấm lên. (Nước biển tăng nhiệt độ chậm hơn trái đất). CO2 hòa tan trong nước biển tạo ra những bong bóng, nổi lên, và phóng tán vào không khí. Nồng độ CO2 trong không khí tăng, và vì CO2 là khí nhà kính, làm trái đất nóng lên.
Sự gia tăng nhiệt độ trái đất, bầu khí quyển, cùng với sự biến đổi khí hậu kéo theo nhiều tác động khác nhau. Một vài nơi, đặc biệt ở những vùng lạnh giá có những biến đổi tích cực, tuy nhiên, nhìn chung, những biến đổi tiêu cực rất lớn và nghiêm trọng. [4]
Các khuynh hướng nhằm hạn chế khí thải CO2 trong không khí cho đến nay bao gồm: giảm khí thải do sản xuất điện năng, giảm khí thải từ động cơ đốt trong (ô tô, xe máy..), làm sạch tiến trình công nghiệp trong các khu vực tạo ra khí thải chính như sản xuất thép, xi măng, hóa dầu, bên cạnh đó là tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi những hệ thống tạo ra khí thải CO2 trong nhà thành những hệ thống dùng điện được sản xuất từ các nguồn năng lượng có khí thải thấp. Song song với nó là những cố gắng nhắm làm giảm nồng độ carbon trong không khí. Những cố gắng này bao gồm sử dụng hiệu quả điện năng (mặc dù việc sử dụng hiệu quả bản thân nó không có tác dụng làm giảm nồng độ carbon), gia tăng tỉ lệ các hệ thống phát điện không sử dụng nhiên liệu hóa thạch cùng với một tiến trình hút khí thải CO2 trong không khí và lưu giữ nó một cách an toàn. Nếu kỹ thuật này chứng tỏ tính khả thi, nó có thể cho phép sử dụng những nguồn năng lượng hóa thạch còn rẻ, như than đá, trong một khoảng thời gian dài nữa. Kỹ thuật này bao gồm việc hút khí CO2 trong không khí và chôn nó, chẳng hạn, dưới những mỏ dầu trống rỗng và khi CO2 tương tác với các khoáng chất tạo thành các thể rắn…
Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch thay thế trở nên một nhu cầu cấp bách. Năng lượng gió, thủy điện, sóng đại dương, sinh học, địa nhiệt điện chiếm ưu thế ở một vài nơi, tuy nhiên, hạn chế ở một vài nơi khác. Ưu thế nhường lại cho năng lượng mặt trời và năng lượng hạt nhân. Mối quan ngại xung quanh năng lượng hạt nhân chủ yếu ở vấn đề an ninh, xoay quanh khả năng phổ biến kỹ thuật hạt nhân và lưu giữ chất thải hạt nhân. Năng lương mặt trời là năng lượng sạch, nhiều tiềm năng nhất, và gần như vô tận, tuy nhiên hiện nay vẫn còn khá đắt đỏ. Những gia tăng đầu tư nghiên cứu trong lĩnh vực này hi vọng sẽ đưa nó trở thành một nguồn năng lượng chính trong vài thập niên tới.
Sự thay đổi khí hậu tác động đến mọi quốc gia trên trái đất, và do đó, điều này đòi hỏi một hợp tác mang tính toàn cầu. Khung Qui Ước Liên Hiệp Quốc về Biến Đổi Khí Hậu (Framework Convention on Climate Change – UNFCCC) ra đời vào năm 1992 như một hệ quả. Tổng thống Hoa Kì khi đó là George H. W. Bush chấp thuận và Thượng Viện Hoa Kỳ thông qua vào năm 1994. Tuy vậy, chỉ một khung qui ước thì chưa đủ, vấn đề cần phải có một hiệp định để qua đó các nước thực hiện các cam kết của mình. Nghị định thư Kyoto ra đời năm 1997, có hiệu lực đến năm 2012. Nghị định thư chia thế giới làm hai bảng, nhóm các nước phát triển và nhóm các nước đang phát triển. Các nước giàu được yêu cầu phải giảm lượng khí nhà kính ít nhất là 5% trong khoảng thời gian 2008-2012 so với năm 1990. Riêng các nước nghèo không phải chịu các điều khoản này; họ, tuy vậy, có cơ hội nhận được những khoản chi trả nếu tự nguyện thực hiện những dự án làm giảm khí thải. Nghị định thư với một mức giảm khí thải khiêm tổn 5% và ngắn hạn (chỉ đến năm 2012) đã tạo ra những phản ứng chính trị dữ dội tại Hoa Kỳ. Cuối cùng thì tất cả các nước đều thông qua, trừ Hoa Kỳ.
Vào giữa thập niên 1970s, ba nhà khoa học nổi danh Paul Crutzen, Sherwood Rowland và Mario Molina đăng một loạt các bài báo về tác hại của một hóa chất có tên chlorofluoro carbons (CFCs) lên tầng ozone và qua đó ảnh hưởng đến sức khỏe con người. [5] Khi những nghiên cứu đầu tiên về mối nguy hại của CFCs được đưa ra, các tranh luận về khoa học bắt đầu. Các phản công thêm vào đó cũng đến từ các công ty chuyên sản xuất các hóa chất gắn liến với CFCs. Giám đốc công ty Du Pont là một ví dụ. Các nghiên cứu sau đó giúp xác nhận những phát hiện ban đầu. Năm 1985, vệ tinh của NASA chụp một bức ảnh cho thấy một lỗ hổng lớn của tầng ozone phía trên Nam Cực. Nhu cầu tìm kiếm một hóa chất thay thế CFCs được đưa ra dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc. Năm 1985, hội nghị về bảo tồn tầng ozone diễn ra tại Viên, Áo. Nghị định thư Montreal được đưa ra sau đó với tiến trình hủy bỏ sử dụng CFCs và dùng các hóa chất khác thay thế. Khi Du Pont nhận ra rằng họ có thể sử dụng các hóa chất khác thay thế CFCs, họ ra dấu cho chính phủ Hoa Kỳ đưa ra những qui định nghiêm ngặt hơn. Những qui định nghiêm ngặt hơn này được thông qua ở cuộc sửa đổi năm 1990 diễn ra tại Luân Đôn.
Biến đổi khí hậu là một chủ đề lớn, đòi hỏi sự hợp tác của các quốc gia; không phải là không có giải pháp và cũng không phải là không thể nào có được một sự đồng thuận của các quốc gia. Việc giải dụng hóa chất CFCs đưa ra một kinh nghiệm quí báu.
Một quan sát khá thú vị là hệ thống bầu cử theo tỉ lệ, vốn chiếm chủ yếu ở các nước châu Âu cho phép sự xuất hiện những tiếng nói phản ảnh những nhu cầu, vốn chưa phải là đa số tại một thời điểm. Tuy nhiên, theo thời gian, các ý kiến này được phát tán và gây được những ảnh hưởng nhất định. Ngược lại, lối bầu cử “thắng được hết” (“winner-take-all”) đưa đến một quốc hội chủ yếu gồm hai đảng; và khi mà cuộc đua chỉ còn giữa hai đảng với nhau thì hai đảng này có khuynh hướng xích lại gần nhau. Cuối cùng, những ý kiến nhỏ, vốn chiếm thiểu số, không có cơ hội xuất hiện ở các diễn đàn của chính phủ.
Chú thích:
[1] CO2 có chu trình tương đối phức tạp. Cây cối hấp thụ CO2 tạo ra carbon hydrates, sau đó các loài động vật phân hủy tiêu thụ carbonhydrats (dưới dạng các thân cây mục rữa chẳng hạn) và tạo ra CO2 phóng tán vào không khí. CO2 cũng được tạo ra từ các núi lửa hoạt động, được hấp thụ lại bởi đại dương và vỏ trái đất. Trong thời đại công nghiệp hóa, CO2 còn được tạo ra bởi việc đốt các nhiên liệu hóa thạch. So với mức 280 ppm (280 phân tử CO2 trên 1 triệu phân tử khí) trước thời công nghiệp hóa, nồng độ CO2 hiện nay ở mức 380 ppm trong không khí. Mức tăng 100 ppm chủ yếu được tạo ra bởi nạn phá rừng và đốt nhiên liệu hóa thạch. Hơi nước là một khí nhà kính ngày càng gia tăng. Không khí nóng giữ nhiều hơi nước hơn, và khi mà bầu không khí có nhiều hơi nước hơn trở lại làm ấm không khí hơn. Methan được tạo ra chủ yếu bởi các vi khuẩn phân hủy các hợp chất hữu cơ (ở dưới nước, trên mặt đất, và trong bụng sinh vật). Do đó, sự gia tăng của các sinh vật nhanh chóng trên mặt đất (bởi sự gia tăng dân số, mức sống…) dẫn đến sự gia tăng của nồng độ methan trong không khí. Ngoài ra, methan còn thoát ra từ các mỏ dầu, khí, vỉa than, và từ việc đốt các năng lượng sinh khối (biomass). Nitrous oxide tạo ra khi con người dùng các phân có nguồn gốc nitơ. Ngoài ra, các khí khác có nguồn gốc flourin (như sulfur hexafluorides, HFCs và PFCs) cũng thuộc khí nhà kính. Trong số các khí nhà kính thì việc kiểm soát CO2 có tầm quan trọng nhất. Mức gia tăng hiện nay của CO2 là 2ppm một năm. Nếu cứ tiếp tục với đà này thì thế giới sẽ đạt đến nồng độ 560 ppm trong vòng 90 năm, hoặc trước cuối thế kỉ này.Tuy nhiên, nếu cả Trung Quốc, Ấn Độ và các nước khác cùng tiếp tục tăng lượng khí thải thì mức nồng độ này có thể đạt đến vào năm 2050. Sau ngưỡng này, sự tàn phá của khí hậu được xem là không thể kiểm soát được. Khuyến cáo được đưa ra là lượng CO2 nên dưới mức 560 ppm, ở trong khoảng từ 450 ppm- 460 ppm.
[2] Một ví dụ quan trọng là hiện tượng Younger Pyras. Cách đây khoảng 12.800 năm, khi trái đất từ từ thoát ra khỏi kỉ nguyên băng hà gần nhất, sự ấm lên từ từ của trái đất khiến một dòng sông băng lớn ở Bắc Mỹ tan ra, chảy liên tục vào Đại Tây Dương. Sự tràn ngập đột ngột của lượng nước này vào Đại Tây Dương làm thay đổi vòng tuần hoàn nhiệt của đại dương. Dòng tuần hoàn nhiệt thay đổi đến lượt nó giúp hình thành nên những mảng băng ở Bắc Đại Tây Dương. Những tảng băng hình thành giúp giảm mức hấp thụ bức xạ nhiệt của trái đất và, do đó, làm giảm nhiệt độ của trái đất cùng với sự hình thành thêm băng. Quá trình này làm giảm nhiệt độ khoảng từ 5-10 độ F chỉ trong vòng vài thập niên. Sau một thời gian dài ấm nóng khi trái đất bắt đầu ra khỏi kỷ nguyên băng hà, nó bỗng đột ngột lạnh trở lại, quá trình này kéo dài khoảng một ngàn năm. Sự thay đổi nhiệt độ có thể có những hiệu ứng rất nhỏ nhưng khi đã vượt qua một ngưỡng nhiệt độ nó có thể tạo ra một tác động cực kì to lớn.
[3] Một ví dụ là những dịch chuyển xung quanh thời kì băng hà cách đây vài triệu năm. Khoảng thời gian tiến vào và triệt thoái của kỉ nguyên băng hà gắn liến với những thay đổi nhỏ của quĩ đạo trái đất, đặc biệt là độ nghiêng của trục quay trái đất và hình dạng của quĩ đạo trái đất quanh mặt trời. Sự dao động của quĩ đạo ảnh hưởng đến tác động của các bức xạ mặt trời lên mặt đất và, do đó, đến nhiệt độ của trái đất. Một mặt khác, các thay đổi của bức xạ mặt trời cũng làm thay đổi quĩ đạo trái đất.
[4] Khi nhiệt độ tăng lên, băng ở hai cực tan ra, mực nước biển dâng cao sẽ nhấn chìm hoàn toàn các đảo nhỏ và những vùng duyên hải; những cơn sóng trong các trận bão sẽ lớn hơn và làm nhiễm mặn các mạch nước ngầm duyên hải. Môi trường sống của một số loài có thể bị de dọa, điển hình là gấu Bắc Cực và các loài sinh vật sống ở núi cao, dẫn đến tuyệt chủng. Nhiệt độ trái đất gia tăng cũng giúp làm tăng tốc độ lây truyền bệnh tật. Sự sút giảm lượng mưa có thể làm cho các sinh vật tập trung hơn đến một số nước sinh sôi. Ngoài ra, thay đổi nhiệt độ cũng khiến tầm hoạt động của các sinh vật thay đổi theo. Một ví dụ là các vùng cao nguyên châu Phi, nơi mà trước đây vốn khá lạnh, giờ đây đã có sự xuất hiện của bệnh sốt rét. Băng trên các vùng núi cao, dưới tác động của gia tăng nhiệt độ, sẽ tan ra, và gây nên lũ lụt ở các vùng hạ nguồn trong vòng vài thập niện, và kéo theo sau đó là hiện tượng thiếu nước. Lượng CO2 tăng trong không khí làm axit hóa bề mặt nước biển và tác động trực tiếp đến các sinh vật có vỏ canxi và tác động trực tiếp hay gián tiếp đến các sinh vật khác. Thay đổi khí hậu cũng khiến cho các cơn bão ngày càng lớn, nạn lụt và hạn hán gia tăng một số nơi tại trái đất và giảm năng suất nông nghiệp.
[5] Khi CFCs được luân chuyển bởi các luồng khí lên tầng trên của khí quyển, các bức xa tử ngoại của mặt trời phân tách những nguyên tử chlorine ra khỏi phân từ CFCs. Nguyên tử chlorine sau đó tấn công làm mỏng tầng ozone. Vì tầng ozone, bằng cách hấp thụ các bức xạ tử ngoại, bảo vệ con người, sự hủy hoại của tầng ozone gây nguy hại cho sức khỏe con người.
Tham khảo chính:
Jeffrey D. Sachs, “Common Wealth: Economics for A Crowded Planet “, Penguin Books.
Olle Folke, “Shades of Brown and Green: Party Effects in Proportional Election Systems”.
Stockholm, 04.12.2009
Đăng tại talawas
Leave a Reply