Nghiên cứu mới: Lỗ hổng tầng ozone có thể còn mở rộng hơn nữa
Các nhà khoa học phát hiện ra sự suy giảm ozone và lỗ hổng sâu hơn là kết quả của thay đổi trong xoáy cực Nam Cực, một vòng xoáy rộng lớn của áp suất thấp và không khí rất lạnh ở trên cao tại Nam Cực.
Ảnh minh họa. (Nguồn: AP)
Sự phục hồi của tầng ozone bảo vệ Trái Đất khỏi bức xạ cực tím từng được ghi nhận là một trong những thành tựu môi trường lớn nhất của thế giới.
Tuy nhiên, trong một nghiên cứu mới công bố ngày 21/11, các nhà khoa học New Zealand cho rằng có lẽ tầng ozone không hề phục hồi mà lỗ hổng thậm chí có thể còn mở rộng.
Phát hiện nói trên trái ngược với những đ.ánh giá được tán thành rộng rãi trước đây về tình trạng tầng ozone, bao gồm cả một nghiên cứu gần đây được Liên hợp quốc hậu thuẫn cho rằng năm 2040 tầng ozone có thể trở về trạng thái trong những năm 1980.
Năm 1987, nhiều quốc gia đã đồng ý cấm hoặc giảm sử dụng hơn 100 loại hóa chất làm suy giảm tầng ozone và tạo ra một lỗ hổng ở tầng ozone phía trên Nam Cực.
Sự suy giảm này chủ yếu do việc sử dụng chất chlorofluorocarbons – còn được biết đến với tên viết tắt CFC, thường thấy trong thuốc xịt khí dung, dung môi và chất làm lạnh – gây ra.
Lệnh cấm trên được nhất trí theo Nghị định thư Montreal và được coi là có tác dụng hỗ trợ phục hồi tầng ozone.
Tuy nhiên, lỗ hổng nói trên – thường mở rộng vào mùa Xuân trước khi thu nhỏ lại vào mùa Hè, đã đạt kích thước kỷ lục trong giai đoạn năm 2020-2022, khiến các nhà khoa học New Zealand tiến hành tìm hiểu nguyên nhân.
Họ đã phân tích những biến động hằng tháng và hằng ngày ở các độ cao và vĩ độ khác nhau tại lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực từ năm 2004 đến năm 2022.
Trong báo cáo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nature Communications ngày 22/11, các nhà khoa học cho biết nồng độ ozone đã giảm 26% kể từ năm 2004 tại vị trí giữa lỗ hổng trên trong mùa Xuân.
Video đang HOT
Bà Hannah Kessenich – nhà khoa học thuộc trường Đại học Otago và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Điều này có nghĩa là lỗ hổng không chỉ vẫn rộng về diện tích mà còn sâu hơn trong hầu hết mùa Xuân ở Nam Cực.”
Bà Hannah Kessenich nêu rõ: “Các lỗ thủng ozone tồn tại đặc biệt lâu trong giai đoạn năm 2020-2022 hoàn toàn phù hợp với nhận định trên, vì kích thước và độ sâu của lỗ hổng vào tháng 10 đặc biệt đáng kể trong cả 3 năm này.”
Để đi đến kết luận trên, các nhà khoa học đã phân tích trạng thái của tầng ozone từ tháng 9 đến tháng 11 bằng một thiết bị vệ tinh.
Họ đã sử dụng các dữ liệu ghi nhận trong quá khứ để so sánh trạng thái cũng như những thay đổi nồng độ ozone, đồng thời đo lường các dấu hiệu phục hồi tầng ozone. Sau đó, họ tìm cách xác định nguyên nhân gây ra những thay đổi đó.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng sự suy giảm ozone và lỗ hổng sâu hơn là kết quả của những thay đổi trong xoáy cực Nam Cực, một vòng xoáy rộng lớn của áp suất thấp và không khí rất lạnh ở trên cao tại Nam Cực.
Các tác giả của nghiên cứu không tìm hiểu sâu hơn nguyên nhân gây ra những thay đổi đó, nhưng họ thừa nhận rằng nhiều yếu tố có thể đã góp phần làm suy giảm ozone, trong đó bao gồm cả tình trạng ô nhiễm do hành tinh nóng lên, các hạt nhỏ trong không khí phát sinh từ những đám cháy rừng và hoạt động núi lửa, cũng như những thay đổi trong chu kỳ Mặt Trời.
Bà Kessenich cho biết: “Nhìn chung, những phát hiện của chúng tôi cho thấy các lỗ thủng ozone lớn gần đây có thể không chỉ do CFC gây ra. Do đó, mặc dù Nghị định thư Montreal đã thành công rõ rệt trong việc giảm dần CFC và ngăn chặn thảm họa môi trường, nhưng các lỗ thủng ozone tồn tại dai dẳng ở Nam Cực dường như liên quan chặt chẽ đến những thay đổi trong động lực học khí quyển.”
Tuy nhiên, một số nhà khoa học hoài nghi về kết quả nghiên cứu trên, lưu ý rằng nghiên cứu chủ yếu dựa vào các lỗ hổng quan sát từ năm 2020 đến năm 2022 và sử dụng khoảng thời gian ngắn – chỉ 19 năm, để đưa ra kết luận về trạng thái lâu dài của tầng ozone.
Nhà khoa học Martin Jucker thuộc Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi Khí hậu tại trường Đại học New South Wales (Australia) cho rằng lỗ hổng ozone cực kỳ biến động từng năm, vì vậy phải nghiên cứu khoảng thời gian dài hơn mới có thể xác định được một xu hướng.
Ông Jucker nêu rõ: “Các tài liệu hiện có đã tìm ra nguyên nhân gây ra những lỗ thủng ozone lớn này, đó là khói từ vụ cháy rừng năm 2019 và núi lửa La Soufriere phun trào, cũng như mối quan hệ chung giữa tầng bình lưu vùng cực và hiện tượng El Nino-Dao động Nam.”
Theo ông, trong những năm xảy ra hiện tượng La Nina, xoáy cực trong tầng bình lưu có xu hướng mạnh hơn và lạnh hơn bình thường, điều đó có nghĩa là mật độ ozone cũng sẽ thấp hơn trong những năm đó. Khoảng thời gian từ năm 2020-2022 đã chứng kiến 3 đợt La Nina – điều hiếm khi xảy ra, nhưng dữ kiện liên quan này không được đề cập trong nghiên cứu trên.
Ông Jucker cũng lưu ý rằng các tác giả của nghiên cứu trên cho biết họ đã loại bỏ các dữ liệu của hai năm 2002 và 2019 trong quá trình tiến hành nghiên cứu để đảm bảo rằng “các sự kiện đặc biệt” không làm sai lệch kết quả.
Ông Jucker nhấn mạnh: “Những sự kiện đó đã chứng tỏ làm giảm đáng kể kích thước lỗ hổng ozone, vì vậy việc đưa những sự kiện đó vào nghiên cứu có thể sẽ khiến xu hướng tiêu cực lâu dài bị hủy bỏ”./.
Từng có một đại dương cổ tồn tại ở Ấn Độ Dương?
Phân tích các 'lỗ hổng trọng lực' xuất hiện ở Ấn Độ Dương cho thấy, trước khi lục địa Ấn Độ được đẩy về Á - Âu, đã có một đại dương cổ tồn tại ở khu vực này.
Các nhà khoa học phát hiện một "lỗ hổng trọng lực" ở Ấn Độ Dương, nơi lực hấp dẫn của Trái đất ở mức thấp nhất khiến khối lượng mọi vật tại đây nhẹ hơn bình thường.
Sự bất thường này đã khiến các nhà địa chất bối rối trong một thời gian dài. Mới đây, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Ấn Độ ở Bengaluru, Ấn Độ, đã tìm ra lời giải thích cho sự hình thành của lỗ hổng này. Đó là do những khối đá nóng chảy mắc ma (magma) hình thành sâu bên trong hành tinh bị các vỉa chìm của một mảng kiến tạo trước đây làm xáo trộn.
Để đi đến giả thuyết này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy tính để mô phỏng sự hình thành của khu vực này từ 140 triệu năm trước. Những phát hiện này đã được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Geophysical Research Letters, xoay quanh một đại dương cổ đại đã không còn tồn tại.
Theo một nghiên cứu mới, mực nước biển giảm hơn 100 m tại "lỗ trọng lực" được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1948. (Ảnh: ESA)
Con người vẫn thường nghĩ về Trái đất như một khối cầu hoàn hảo, tuy nhiên thực tế lại khác xa với lý thuyết. Cả Trái đất và trường hấp dẫn của Trái đất đều không phải hình khối cầu hoàn hảo. Do trọng lực này tỉ lệ thuận với khối lượng nên hình dạng trường hấp dẫn của hành tinh phụ thuộc vào sự phân bổ khối lượng bên trong.
Đồng tác giả nghiên cứu Attreyee Ghosh, nhà địa vật lý và phó giáo sư tại Trung tâm Khoa học Trái đất thuộc Viện Khoa học Ấn Độ cho biết: "Trái đất về cơ bản là một củ khoai tây sần sùi. Vì vậy, về mặt kỹ thuật, nó không phải là hình cầu, mà là hình elip, bởi vì khi hành tinh quay, phần giữa phình ra bên ngoài".
Hành tinh của chúng ta không đồng nhất về mật độ và tính chất của nó, với một số khu vực có bề dày lớn hơn những khu vực khác - điều này ảnh hưởng đáng kể đến bề mặt Trái đất và lực hấp dẫn khác nhau của Trái đất lên các điểm này. Thử hình dung bề mặt Trái đất hoàn toàn được một đại dương tĩnh lặng bao phủ, sự biến đổi trường hấp dẫn của hành tinh có thể tạo ra những chỗ phình ra và lõm vào trên đại dương tưởng tượng này.
Tương ứng với đó, sẽ có những khu vực có khối lượng lớn hơn và những khu vực có khối lượng nhỏ hơn. Hình dạng thu được - gọi là geoid - xuất hiện các u nhỏ, không đều nhau như cục bột nhào.
Điểm thấp nhất trên geoid của Trái đất là một vùng trũng hình tròn nằm ở Ấn Độ Dương, thấp hơn mực nước biển trung bình 105 m. Đây chính là "hố trọng lực" của Trái đất.
Điểm bắt đầu của "hố trọng lực" ở Ấn Độ Dương nằm ở ngay ngoài mũi phía nam của Ấn Độ và có diện tích khoảng 3 triệu km2. Sự tồn tại của hố này lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà địa vật lý người Hà Lan Felix Andries Vening Meinesz vào năm 1948, trong một cuộc khảo sát trọng lực từ một con tàu.
"Cho đến nay, đó là mức thấp nhất trên geoid của Trái đất và nó vẫn chưa được giải thích chính xác", bà Ghosh nói.
Để tìm ra câu trả lời, bà Ghosh và các đồng nghiệp đã sử dụng mô hình máy tính mô phỏng lại khu vực này vào 140 triệu năm trước để quan sát bức tranh toàn cảnh về mặt địa chất. Từ điểm xuất phát đó, nhóm đã thực hiện 19 cuộc mô phỏng cho đến ngày nay, tái tạo lại sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo và những thay đổi của lớp phủ trong 140 triệu năm qua.
Với mỗi mô phỏng, nhóm nhà khoa học thay đổi các tham số ảnh hưởng tới sự hình thành các chùm magma dưới lớp phủ ở Ấn Độ Dương. Sau đó, họ so sánh hình dạng của geoid thu được từ các mô phỏng khác nhau với geoid thực sự của Trái đất thu được bằng các quan sát vệ tinh.
6 trên tổng số 19 kịch bản được đưa ra cùng dẫn đến kết luận rằng, một mức geoid thấp có hình dạng và biên độ tương tự như trường hợp ở Ấn Độ Dương đã hình thành. Với mỗi mô phỏng trong số này, vùng geoid thấp ở Ấn Độ Dương có những luồng magma nóng, mật độ thấp bao quanh.
Những chùm magma kết hợp với các cấu trúc xung quanh của lớp phủ, có thể giải thích cho hình dạng và biên độ của geoid thấp. Đây cũng là nguyên nhân hình thành "lỗ trọng lực", chuyên gia Ghosh giải thích.
Các mô phỏng đã được chạy với các tham số khác nhau về mật độ của magma. Điều đáng chú ý là trong những mô phỏng không có các chùm khói do chùm magma tạo ra, mức geoid thấp không hình thành.
Bà Ghosh cho biết bản thân những chùm khói này bắt nguồn từ sự biến mất của một đại dương cổ đại khi vùng Ấn Độ Dương trôi dạt và cuối cùng va chạm với châu Á hàng chục triệu năm trước.
"Ấn Độ Dương nằm ở vị trí hoàn toàn khác vào 140 triệu năm trước, và có một đại dương nằm giữa mảng kiến tạo Ấn Độ Dương và châu Á. Ấn Độ Dương sau đó bắt đầu di chuyển về phía bắc khiến đại dương này biến mất và thu hẹp lại khoảng cách giữa Ấn Độ Dương và châu Á", bà Ghosh giải thích.
Khi mảng Ấn Độ tách ra khỏi siêu lục địa Gondwana để va chạm với mảng Á - Âu, mảng Tethys hình thành đại dương giữa các mảng kể trên đã bị hút chìm vào trong lớp phủ.
Trải qua hàng chục triệu năm, các vỉa của mảng Tethys chìm xuống lớp phủ bên dưới, khuấy động một vùng magma nóng bên dưới khu vực phía đông châu Phi. Từ đó thúc đẩy sự hình thành các đám khói, tạo ra các chùm magma mang vật chất có mật độ thấp đến gần bề mặt Trái đất hơn.
Tuy nhiên, chuyên gia Himangshu Paul tại Viện nghiên cứu địa vật lí quốc gia ở Ấn Độ lưu ý, không có bằng chứng địa chấn rõ ràng nào cho thấy các chùm magma mô phỏng thực sự có hiện diện ở dưới Ấn Độ Dương.
Ông cho rằng, vẫn còn những yếu tố khác chưa được khám phá đằng sau geoid thấp, như vị trí chính xác của các vỉa Tethys cổ đại. "Trong các mô phỏng không thể bắt chước chính xác những gì diễn ra tự nhiên", ông nói.
Chuyên gia Bernhard Steinberger tại Trung tâm Nghiên cứu Đức về Khoa học Địa chất nhận định, những mô hình mới cho thấy geoid thấp có liên quan nhiều đến các chùm magma và vỉa bao quanh nó hơn là bất kì cấu trúc cụ thể nào bên dưới.
Cơ thể của con người sẽ trải qua những cảm giác như thế nào khi đi sâu vào lòng đất? Càng đi sâu vào lòng đất, nhiệt độ và áp suất bên ngoài môi trường sẽ càng tăng lên và theo đó cơ thể con người sẽ trải qua những cảm giác khác hoàn toàn so với khi chúng ta ở trên mặt đất. Khi đi bộ ở độ cao quá lớn có thể dẫn đến chứng say độ cao, nhưng điều gì...
