Hiện tượng axit hóa đại dương đang trở thành một trong những vấn đề môi trường đáng quan tâm khi nồng độ carbon dioxide (CO₂) trong khí quyển liên tục gia tăng. Đại dương hấp thụ một phần đáng kể lượng CO₂ dư thừa, từ đó làm thay đổi thành phần hóa học của nước biển và khiến độ pH giảm.
Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến chất lượng môi trường biển mà còn tác động trực tiếp đến nhiều sinh vật có khả năng tạo vỏ và bộ xương từ canxi cacbonat. Vậy nguyên nhân gây ra hiện tượng axit hóa đại dương là gì và quá trình này diễn ra như thế nào? Hãy cùng LASI tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
Axit hóa đại dương là quá trình độ pH của nước biển giảm xuống do đại dương hấp thụ ngày càng nhiều CO₂ từ khí quyển. Khi lượng CO₂ hòa tan trong nước tăng, các phản ứng hóa học xảy ra trong nước biển cũng thay đổi, làm tăng nồng độ ion hydro và khiến môi trường trở nên có tính axit cao hơn.
Cần lưu ý rằng axit hóa đại dương không có nghĩa nước biển chuyển thành một môi trường có tính axit hoàn toàn. Nước biển hiện vẫn có tính kiềm với độ pH trên 7. Tuy nhiên, sự suy giảm pH dù tương đối nhỏ cũng có thể gây ra những thay đổi đáng kể đối với hệ sinh thái biển. Đây là một quá trình diễn ra âm thầm nhưng có tác động lâu dài, đặc biệt khi lượng CO₂ trong khí quyển tiếp tục tăng do các hoạt động của con người.
Để hiểu rõ nguyên nhân gây ra hiện tượng axit hóa đại dương, cần nhìn vào chu trình carbon toàn cầu.
Carbon liên tục được trao đổi giữa khí quyển, đại dương, đất liền và sinh vật. Trong điều kiện tự nhiên, lượng carbon dioxide trong khí quyển có sự biến động theo thời gian nhưng nhìn chung được duy trì trong một trạng thái tương đối cân bằng.
Tuy nhiên, kể từ khoảng những năm 1700, đặc biệt cùng với quá trình công nghiệp hóa, lượng CO₂ trong khí quyển đã tăng đáng kể. Nồng độ CO₂ hiện nay đã vượt xa mức được ghi nhận trong phần lớn khoảng thời gian 800.000 năm qua. Một lượng lớn CO₂ phát sinh từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên. Khi lượng khí này tích tụ trong khí quyển, đại dương trở thành một trong những nơi hấp thụ lượng CO₂ dư thừa.
Khoảng một phần ba lượng CO₂ trong khí quyển được hấp thụ vào đại dương. Cơ chế này giúp hạn chế phần nào tốc độ gia tăng CO₂ trong khí quyển, nhưng đồng thời lại làm thay đổi hóa học của nước biển và thúc đẩy quá trình axit hóa.
CO₂ là một loại khí nhưng có khả năng hòa tan trong chất lỏng. Một ví dụ quen thuộc là nước ngọt có ga. Trong quá trình sản xuất, CO₂ được đưa vào đồ uống dưới áp suất và hòa tan trong nước. Khi mở chai, khí CO₂ thoát ra tạo thành các bọt khí. Tương tự, CO₂ trong khí quyển có thể hòa tan vào nước biển. Khi lượng CO₂ trong khí quyển tăng, lượng CO₂ được đại dương hấp thụ cũng có xu hướng tăng theo.
Điều đáng chú ý là CO₂ hòa tan không chỉ tồn tại đơn thuần trong nước. Nó tiếp tục tham gia vào nhiều phản ứng hóa học, làm thay đổi cân bằng giữa các dạng carbon khác nhau trong nước biển. Đây chính là một trong những cơ chế quan trọng dẫn đến hiện tượng axit hóa đại dương.
Khi CO₂ hòa tan vào nước biển, nó phản ứng với các phân tử nước và hình thành axit cacbonic. Axit này tiếp tục phân ly và tạo ra các dạng carbon khác nhau, bao gồm bicarbonat và ion cacbonat.
Trong nước biển tồn tại sự cân bằng giữa: CO₂ hòa tan; Axit cacbonic; Ion bicarbonat; Ion cacbonat. Khi lượng CO₂ tiếp tục tăng, sự cân bằng này bị thay đổi. Lượng ion cacbonat có xu hướng giảm khi một phần được chuyển thành bicarbonat trong điều kiện độ axit tăng. Đây là điểm đặc biệt quan trọng bởi ion cacbonat có vai trò thiết yếu đối với nhiều sinh vật biển trong quá trình hình thành vỏ và bộ xương.
Nói cách khác, sự gia tăng CO₂ trong khí quyển → tăng lượng CO₂ hòa tan trong đại dương → thay đổi cân bằng hóa học của nước biển → giảm pH và giảm lượng ion cacbonat. Đây được xem là chuỗi nguyên nhân chính dẫn đến quá trình axit hóa đại dương.
Một trong những tác động đáng chú ý nhất của axit hóa đại dương liên quan đến khả năng hình thành vỏ và bộ xương của sinh vật biển. Nhiều loài sinh vật sử dụng ion cacbonat trong nước biển để tạo canxi cacbonat, vật liệu quan trọng cấu thành vỏ hoặc bộ xương của chúng. Có thể kể đến các nhóm sinh vật như động vật thân mềm, một số loài phù du và san hô. Khi nước biển hấp thụ nhiều CO₂ hơn, lượng ion cacbonat sẵn có giảm xuống. Điều này khiến quá trình tạo vỏ và bộ xương trở nên khó khăn hơn.
Trong điều kiện axit hóa nghiêm trọng, những cấu trúc được hình thành từ canxi cacbonat thậm chí có thể bị hòa tan. Nếu quá trình này kéo dài, các sinh vật nhạy cảm với sự thay đổi hóa học của nước biển có thể gặp khó khăn trong sinh trưởng và phát triển. Đặc biệt, san hô đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các hệ sinh thái biển đa dạng. Vì vậy, sự suy giảm điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo cấu trúc canxi cacbonat có thể tạo ra tác động lan rộng trong chuỗi thức ăn và hệ sinh thái biển.
Axit hóa đại dương đe dọa trực tiếp đến sự sống còn của hệ sinh thái biển
>> Xem thêm: Blue Carbon Là Gì? Tại Sao Blue Carbon Lại Quan Trọng?
Nguyên nhân gây ra hiện tượng axit hóa đại dương chủ yếu bắt nguồn từ sự gia tăng CO₂ trong khí quyển và lượng CO₂ ngày càng lớn được đại dương hấp thụ. Khi CO₂ hòa tan trong nước biển, nó tạo thành axit cacbonic, làm thay đổi cân bằng bicarbonat – cacbonat, khiến pH giảm và lượng ion cacbonat suy giảm.
Quá trình này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hình thành vỏ và bộ xương của nhiều sinh vật biển, đồng thời tạo ra những tác động rộng hơn đối với hệ sinh thái đại dương. Vì vậy, kiểm soát phát thải CO₂ song song với tăng cường quan trắc môi trường biển là những yếu tố quan trọng để theo dõi và ứng phó với những thay đổi của đại dương trong tương lai.
CÔNG TY CỔ PHẦN VẬT TƯ KHOA HỌC KỸ THUẬT – LASI
Bài viết liên quan
Hiệu quả sử dụng nước đang trở thành một trong những yếu tố quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp bền vững. Biến đổi khí hậu, thời tiết cực đoan, hạn hán và tình trạng suy giảm nguồn nước khiến bài toán sử dụng nước tiết kiệm, đúng thời điểm và đúng nhu cầu […]
Trong quá trình phát triển dự án điện gió, đo gió là một trong những bước quan trọng để đánh giá tiềm năng tài nguyên gió, lựa chọn vị trí, xác định quy mô và tính toán hiệu quả đầu tư. Theo phương pháp truyền thống, chủ đầu tư thường sử dụng cột đo gió […]
Đại dương đang phải đối mặt với nhiều tác động đồng thời từ hoạt động của con người, từ rác thải nhựa, hóa chất, ô nhiễm cho đến sự gia tăng khí nhà kính trong khí quyển. Trong đó, pH nước biển là một trong những chỉ số quan trọng phản ánh sự thay đổi […]
Trong quá trình phát triển một dự án điện gió, quan trắc gió Metmast là bước quan trọng để thu thập dữ liệu phục vụ đánh giá tài nguyên gió và tính toán tiềm năng phát điện. Những thông số như tốc độ gió, hướng gió, độ nhiễu loạn, độ cắt gió, nhiệt độ, áp […]
Sự phát triển nhanh chóng của các dự án điện gió ngoài khơi đang đặt ra yêu cầu ngày càng cao về đo lường và đánh giá tài nguyên gió. Khác với khu vực trên đất liền, môi trường ngoài khơi có điều kiện phức tạp với gió mạnh, sóng lớn, dòng chảy và thời […]
Tưới nhỏ giọt là một trong những giải pháp tưới hiện đại được ứng dụng ngày càng phổ biến trong sản xuất nông nghiệp. Thay vì cung cấp nước trên diện rộng như phương pháp tưới truyền thống, hệ thống đưa nước trực tiếp đến khu vực gốc cây với lưu lượng nhỏ và ổn […]
Trong quá trình phát triển dự án điện gió, khảo sát gió bằng Lidar đang trở thành một phương pháp quan trắc ngày càng được quan tâm nhờ khả năng thu thập dữ liệu gió ở nhiều độ cao mà không cần xây dựng các trụ đo gió cao truyền thống. Dữ liệu từ hệ […]
Trong quá trình vận hành hệ thống điện mặt trời, bám bụi trên bề mặt tấm pin là một trong những yếu tố có thể làm suy giảm hiệu suất phát điện. Bụi đất, cát, phấn hoa và các hạt vật chất trong không khí có thể tích tụ theo thời gian, làm giảm lượng […]
Sạt lở đất là một trong những dạng thiên tai có diễn biến phức tạp, thường xảy ra đột ngột và có thể gây thiệt hại lớn về người, tài sản cũng như hạ tầng giao thông. Đặc biệt tại các khu vực miền núi, ven sông, vùng có địa hình dốc hoặc thường xuyên […]
Trong ngành sản xuất và kinh doanh thủy sản giống, chất lượng con giống không chỉ phụ thuộc vào quá trình ương nuôi mà còn chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi khâu đóng gói và vận chuyển. Đặc biệt với tôm giống, việc kiểm soát lượng nước, oxy, mật độ tôm và độ kín của […]
Ngành nuôi trồng thủy sản đang bước vào giai đoạn chuyển đổi mạnh mẽ từ mô hình nuôi ven bờ sang nuôi biển xa bờ. Xu hướng này không chỉ giúp giảm áp lực lên các vùng nuôi truyền thống mà còn mở ra cơ hội khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên biển rộng […]
Trong quá trình phát triển các dự án điện mặt trời, việc đánh giá chính xác tài nguyên năng lượng mặt trời là cơ sở quan trọng để xác định tiềm năng khai thác, lựa chọn công nghệ và dự báo hiệu suất vận hành. Không chỉ cần biết một khu vực có nhiều nắng, […]
