“Trong mỗi giọt nước ngọt chứa hàng ngàn phân tử hữu cơ khác nhau mà trước đây không được chú ý. Bằng cách đo lường sự đa dạng của các phân tử này và cách chúng tương tác với môi trường xung quanh đã cho biết về ảnh hưởng của các phân tử hữu cơ đến hoạt động của hệ sinh thái nước ngọt và có thể góp phần vào phát thải khí nhà kính” - Nghiên cứu mới đây của trường Đại học Cambridge, Vương Quốc Anh cho biết.
Ảnh minh họa
Các hồ nước nông và nhỏ chiếm phần lớn diện tích nước ngọt của thế giới và các trầm tích trong đó đã tạo ra ít nhất một phần tư lượng carbon dioxide và hơn 2/3 lượng khí mêtan thải ra từ hồ vào khí quyển của chúng ta. Nghiên cứu mới đây của trường Đại Học Cambridge công bố trên tạp chí PNAS cho thấy rằng, biến đổi khí hậu có thể khiến mức độ khí nhà kính phát ra từ các hồ nước ngọt phía bắc bán cầu tăng từ 1,5 đến 2,7 lần.
Tiến sĩ Andrew Tanentzap thuộc khoa Khoa học thực vật của Trường Đại học Cambridge, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: Cái mà chúng ta thường gọi là "carbon" trong nước ngọt hóa ra là một hỗn hợp siêu đa dạng của các phân tử hữu cơ. Chúng tôi đã đo nồng độ “carbon” trong nước ngọt như một đại diện cho mọi thứ, từ chất lượng nước đến chức năng của hệ sinh thái nước ngọt. Từ đó, chúng tôi nhận ra rằng sự đa dạng của thế giới vô hình của các phân tử hữu cơ là rất quan trọng.
Khi khí hậu ấm lên, thảm thực vật đang gia tăng trong các khu rừng ở vĩ độ phía Bắc bán cầu. Bằng cách mô phỏng hiệu ứng này ở hai hồ nước thí điểm ở Ontario (Canada), nhóm nghiên cứu đã tìm thấy sự đa dạng làm gia tăng của các phân tử hữu cơ - các phân tử có chứa carbon trong cấu trúc của chúng đã xâm nhập vào trong nước đồng thời xâm nhập vào trong các cây cối, thảm thực vật gần nguồn nước.
Trong khi đó, các phân tử hữu cơ là nguồn thức ăn cho các vi khuẩn trong trầm tích hồ, trong quá trình tiêu hóa các vi khuẩn này phá vỡ các phần tử hữu cơ trong nước và giải phóng carbon dioxide và khí metan dưới dạng sản phẩm phụ. Do đó, việc tăng mức độ của các phân tử hữu cơ đồng nghĩa với việc có thể tăng cường hoạt động của vi sinh vật và tạo ra nhiều khí nhà kính hơn.
Do cùng một loại vi khuẩn có thể tạo ra khí nhà kính từ nhiều phân tử hữu cơ khác nhau, sự đa dạng của các phân tử hữu cơ được chứng minh là có mối liên hệ chặt chẽ hơn với mức độ nồng độ khí nhà kính so với sự đa dạng của vi khuẩn. Ngoài ra, sự đa dạng cao của các phân tử hữu cơ cũng làm tăng nồng độ khí nhà kính trong nước vì có nhiều phân tử có thể bị phá vỡ bởi ánh sáng mặt trời xuyên qua nước.
Để tiến hành nghiên cứu, các bộ thí nghiệm được chứa các tỷ lệ khác nhau của đá và vật liệu hữu cơ (bao gồm rác lá rụng và lá thực vật họ kim từ các khu rừng gần đó) được nhấn chìm trong vùng nước nông của hai hồ. Phân tích các mẫu sau hai tháng, bằng cách sử dụng các kỹ thuật quang phổ khối có độ phân giải siêu cao và giải trình tự DNA thế hệ tiếp theo, cho thấy sự đa dạng của các phân tử hữu cơ có tương quan với sự đa dạng của các cộng đồng vi sinh vật trong nước và sự đa dạng của cả hai tăng lên khi hàm lượng chất hữu cơ tăng lên.
Việc dự đoán chính xác lượng khí thải carbon từ các hệ thống tự nhiên là rất quan trọng đối với độ tin cậy của các phương pháp tính toán áp dụng để hiểu tốc độ biến đổi khí hậu và ảnh hưởng của hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra sự gia tăng sự đa dạng của các phân tử hữu cơ trong nước dẫn đến nồng độ khí nhà kính cao hơn. Tiến sĩ Tanentzap cho biết: "Nếu chúng ta hiểu được các kết nối này có nghĩa là chúng ta có thể xem xét các cách để giảm lượng khí thải carbon trong tương lai, ví dụ bằng cách thay đổi thực hành quản lý đất đai, nguồn nước;...".
Theo Tự viết
Thanh Tâm - Lê Oanh
