Lượng khí thải từ các vụ cháy rừng ở các vĩ độ cao phía Bắc: Gia tăng với tốc độ đáng báo động

Nguy cơ đạt đến "điểm bùng phát cháy rừng"

Nghiên cứu mới nhấn mạnh sự gia tăng đáng kể lượng khí thải từ các đám cháy rừng phương Bắc trong hai thập kỷ qua. Đặc biệt, vào năm 2021, khi chúng chiếm mức kỷ lục 23% lượng khí thải do cháy rừng toàn cầu, nhiều hơn gấp đôi mức bình thường. Nếu xu hướng này tiếp tục, rừng phương Bắc có thể sẽ sớm trở thành nguồn phát thải toàn cầu chủ yếu từ đốt sinh khối, vượt qua các vụ cháy than bùn khét tiếng (như ở Indonesia năm 2015).

Những đám cháy rừng hiện đang giải phóng nhiều các-bon hơn lượng các-bon được lưu trữ

Mùa cháy rừng năm 2021 đặc biệt nghiêm trọng do điều kiện khô nóng đồng thời ở cả Bắc Mỹ, Bắc Âu và châu Á. Nếu các kiểu thời tiết như vậy trở nên thường xuyên hơn, dẫn đến nhiều đám cháy hơn ở vùng phương Bắc, những khu rừng này có thể đạt đến "điểm bùng phát cháy rừng". Nghiên cứu mới này về toàn bộ quần xã sinh vật phương Bắc cho thấy, toàn bộ hệ sinh thái - từ Siberia đến Canada - đang nhanh chóng tiến đến điểm bùng phát này.

Trong những khu rừng này, khí hậu lạnh và mặt đất thường xuyên ngập nước đồng nghĩa với việc vỏ cây rụng, lá kim và các chất hữu cơ khác cần nhiều thời gian để phân hủy. Điều này đã cho phép đất tích tụ các-bon trong hàng nghìn năm sau khi các tảng băng rút đi vào cuối thời kỳ băng hà cuối cùng. Kể từ đó, các hệ sinh thái này chủ yếu bị tác động bởi các vụ cháy rừng do sét đánh.

Những đám cháy này giải phóng các-bon được lưu trữ trong cây cối và trong lớp đất phía trên trở lại bầu khí quyển. Việc giải phóng các-bon đất là rất quan trọng. Điều đó có nghĩa là một đám cháy rừng phương Bắc sẽ thải ra lượng các-bon gấp 10 đến 20 lần so với một đám cháy có quy mô tương tự ở các hệ sinh thái khác, nơi các đám cháy chủ yếu thiêu rụi thực vật và bản thân đất không chứa đủ các-bon để đốt cháy.

Tuy nhiên, những khu rừng phương Bắc có thể chỉ cháy một lần trong một thế kỷ, đôi khi còn ít hơn. Khoảng thời gian này dài hơn nhiều so với khoảng thời gian của hầu hết các hệ sinh thái dễ xảy ra hỏa hoạn khác.

Vệ tinh có thể phát hiện khí phát ra từ cháy rừng

Trong khoảng 6.000 năm qua, mối quan hệ giữa hấp thụ và giải phóng các-bon khá ổn định và các khu rừng phương Bắc đóng vai trò là bể chứa các-bon quan trọng trên toàn cầu.

Tuy vậy, sự nóng lên toàn cầu rất rõ rệt ở các vĩ độ cao của Bắc bán cầu đang đe dọa sự cân bằng. Nhiệt độ tăng cao đã kéo dài mùa cháy và tăng tần suất cũng như mức độ nghiêm trọng của các vụ cháy rừng và ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy, khi khoảng thời gian giữa các đám cháy ngắn lại, nhiều các-bon được thải ra từ đất hữu cơ trong các khu rừng phương bắc hơn là hệ sinh thái có thể tái hấp thụ.

Đó là lý do mà nghiên cứu mới nhất trên tạp chí Science ra đời. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các quan sát vệ tinh về các đám khói cháy rừng để tìm kiếm các-bon monoxide, chất không nhìn thấy được bằng mắt thường nhưng lại xuất hiện ở các bước sóng hồng ngoại nhất định. Bản thân các-bon monoxide không phải là một loại khí nhà kính, nhưng nếu chúng ta biết lượng chất này, chúng ta cũng có thể suy ra lượng các-bon dioxide trong khói cháy rừng.

Điều này trái ngược với các phương pháp thông thường hơn được sử dụng bởi các mô hình phát thải cháy rừng hiện tại. Các mô hình này sử dụng vệ tinh, nhưng ghi lại các đám cháy đang hoạt động hoặc các khu vực bị cháy chỉ bằng cách so sánh các hình ảnh trước và sau. Sau đó, mô hình tính đến một loạt các giả định về lượng thực vật thường được tiêu thụ và lượng các-bon thải ra trên diện tích của các loại thực vật và đất bị đốt cháy khác nhau.

Phương pháp các-bon monoxide mới này cung cấp các ước tính độc lập và trực tiếp hơn về lượng phát thải cháy rừng. Nó cũng giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự khác biệt trong lượng khí thải các-bon từ cháy rừng giữa các hệ sinh thái khác nhau.