Nguy cơ biến đổi khí hậu từ khí metan

Những vùng đất ngập nước, như đất than bùn, có hàm lượng cao đất mùn giàu hợp chất hữu cơ, hình thành trong quá trình phân hủy các sinh vật sinh học như thực vật. Khi mực nước cao, các loại đất này vẫn ẩm ướt, và do đó thiếu oxy, làm cho các hợp chất hữu cơ chấp nhận electron từ vi khuẩn hô hấp – một việc gần giống như sạc một cục pin khổng lồ vậy. Điều này làm cho electron không được các vi khuẩn hình thành metan sử dụng, và do đó ngăn không cho các vi khuẩn này thải metan vào trong khí quyển.

Các nhà nghiên cứu giờ đây phát hiện ra rằng, phản ứng điện khổng lồ này cũng có thể đảo ngược, như nạp và xả một cục pin khổng lồ vậy. Khi mực nước giảm do các thay đổi thời tiết định kỳ, thì đất mùn sẽ có xu hướng thải electron vào trong nước vô hại hình thành oxy. Tuy nhiên, có một nguy hiểm là biến đổi khí hậu có thể dẫn đến mực nước cao hơn, khiến cho các đất này vẫn bị ngập nước trong thời gian dài hơn, và do đó quá trình xả pin biến mất dẫn đến hình thành nhiều khí metan hơn.

Thậm chí có thể còn tồi tệ hơn, nhiệt độ gia tăng toàn cầu có thể làm cho lớp băng vĩnh cửu tan chảy, dẫn đến đất được sạc electron nhưng không được thải ra. Điều này có thể dẫn đến một lượng khổng lồ khí mêtan từ các vùng đất ngập nước. Điều này sẽ gây ra một hiệu ứng nhà kính lớn hơn, và cứ như vậy trong một vòng luẩn quẩn.

Một trong hai nhà nghiên cứu chính, Andreas Kappler (từ Tubingen), Thư ký Hiệp hội Địa hóa học Châu Âu, cho biết:

"Đứng từ quan điểm khoa học, nghiên cứu của chúng tôi là một bước tiến trong sự hiểu biết về địa hóa, cụ thể là chất mùn trong vùng đất ngập nước trên thế giới lưu trữ electron ra sao và giữ lại việc thải ra một lượng khổng lồ khí mêtan ra sao. Nó cũng cho thấy rằng, các quá trình điện hóa thuận nghịch có tiềm năng ảnh hưởng lớn đến môi trường. Có một số điều không chắc chắn như mức độ chính xác, nhưng chúng tôi ước tính rằng, sẽ có thêm khoảng 10% đến 166% khí metan được thải ra ở bất cứ đâu. Nó còn cho thấy, đây là những hệ sinh thái mong manh và những thay đổi nhỏ về điều kiện địa hóa cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho môi trường".

Vùng đất ngập nước trên thế giới che phủ khoảng 5% bề mặt đất không đóng băng trên hành tinh, nghĩa là tương đương với kích thước của nước Úc: nhưng chúng có ảnh hưởng không cân xứng đến sự chuyển hóa metan trên hành tinh - đóng góp từ 15 đến 40% thông lượng metan toàn cầu vào trong khí quyển. Những vùng đất ngập nước lớn nhất thế giới là những khu rừng đầm lầy ở Amazon và các vùng đất than bùn ở Siberia.

Bình luận về ảnh hưởng khí hậu tiềm năng này, giáo sư Ralf Conrad (Marburg, Đức) cho biết:

"Nghiên cứu cho thấy các chất mùn có thể hoạt động như các chất oxy hóa có thể sạc lại trong môi trường ngập nước như cách hoạt động của nitơ vô cơ, lưu huỳnh, sắt và mangan. Chất mùn là thành phần phổ biến trong sinh quyển trên mặt đất và hình thành một hồ chứa carbon khổng lồ. Hiện nay đã có nghiên cứu cho thấy, chất mùn còn kiểm soát thông lượng electron do các vi khuẩn làm trung gian trong các hệ sinh thái đất ngập nước. Vai trò này cho đến nay chưa được xem xét trong các mô hình chu kỳ carbon toàn cầu và các mô hình biến đổi khí hậu, nhưng có một tác động tiềm năng rất lớn.