Lỗ Thủng Tầng Ozone Ở Nam Cực Thu Hẹp Nhất Kể Từ Khi Được Phát Hiện

Khoảng cuối tháng 10/2019, trong một thông cáo báo chí, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho biết lỗ thủng trên tầng Ozone của Trái Đất đã thu nhỏ tới một kích thước kỷ lục, nhỏ nhất kể từ khi nó được phát hiện lần đầu vào thập niên 1970.

Trung bình hàng năm, lỗ thủng tầng ozone phải đạt cực đại tới cỡ 20.7 triệu km2. Tuy nhiên, con số ghi nhận vào ngày 08/09/2019 chỉ là 16.4 triệu km2. Với chu kỳ giãn nở theo mùa, diện tích lỗ thủng Ozone đã giảm xuống cực tiểu ở mức 10 triệu km2 trong thời gian còn lại của tháng 9 và tháng 10.

Nhà khoa học Trái Đất Paul Newman tại trạm viễn thám Goddard của NASA cho biết: “Đó là một tin tức tuyệt vời cho tầng Ozone ở Nam Bán Cầu”. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý đây không phải là dấu hiệu cho thấy ozone trong khí quyển đang đột ngột tăng tốc độ phục hồi.

Đây chỉ là một hiện tượng thu hẹp bình thường, xảy ra theo chu kỳ hàng năm do nhiệt độ tầng bình lưu ấm lên và không liên quan đến tình hình biến đổi khí hậu. Ozone là một phân tử có tính chất hóa học mạnh được cấu thành từ ba nguyên tử oxy. Trong khí quyển ở độ cao 16 - 80km, các phân tử ozone được sinh ra một cách tự nhiên khi tia cực tím phá vỡ phân tử oxy thành hai nguyên tử. Các nguyên tử kết hợp với phân tử oxy nguyên vẹn hình thành lên một lá chắn ozone bảo vệ hành tinh chúng ta.

Nhờ có tấm lá chắn, lượng tia cực tím tới từ Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất được hạn chế, giảm khả năng phát triển ung thư da, suy yếu hệ miễn dịch và đục thủy tinh thể trên người, đồng thời bảo vệ thực vật khỏi các tác động có hại.

Lỗ thủng tầng ozone lần đầu tiên được các nhà khoa học phát hiện ở Nam Cực vào những năm 1970. Số liệu đo đạc đầu tiên về lỗ thủng được ghi nhận vào năm 1985. Kể từ đó, các nhà khoa học liên tục quan sát thấy hiện tượng lỗ thủng lớn dần lên.

Nguyên nhân là ozone bị phân hủy bởi các nguyên tử clo, flo hay brom trong bầu khí quyển. Các nguyên tố ban đầu thuộc về một số hợp chất bền, đặc biệt là chlorofluorocacbon (CFC). Khi đi vào tầng bình lưu, các hợp chất đã bị tia cực tím phân giải thành nguyên tử. Đó là lúc một phản ứng dây chuyền phá hủy ozone được kích hoạt. Trong chu kỳ, một nguyên tử clo, flo hoặc brom tác dụng với phân tử ozone, lấy đi một nguyên tử oxy (tạo thành ClO) và để lại một phân tử oxy bình thường.

Tiếp theo, một nguyên tử oxy tự do sẽ lấy đi oxy từ ClO, để lại một nguyên tử clo và một phân tử oxy. Nguyên tử clo lại quay trở lại bắt đầu một chu kỳ phá hủy ozone mới. Một nguyên tử clo đơn độc có thể phân hủy ozone mãi mãi nếu như không có các phản ứng khác mang nó ra khỏi chu kỳ, tạo thành các hợp chất khác như HCl hay ClONO2.

Phản ứng phân hủy ozone của các nguyên tử như clo trở nên mạnh hơn khi tầng bình lưu có sự xuất hiện của các đám mây mùa đông ở Nam Cực. Do đó, mỗi năm lỗ thủng tầng ozone đều giãn nở theo một chu kỳ, đạt cực đại vào cuối mùa đông sau đó giảm xuống cực tiểu.

Riêng năm 2019, nhiệt độ tầng bình lưu ấm lên, đạt ngưỡng kỷ lục trong vòng 40 năm (16 độ C ở độ cao 20km) vào tháng 9 đã làm giảm sự hình thành của mây tầng bình lưu, hạn chế sự phân hủy của ozone.

Ngoài ra, sự giảm hoạt động của xoáy gió Nam Cực cũng cho phép không khí giàu ozone từ các vĩ độ cao hơn ở Nam bán cầu tràn về khu vực phía trên lỗ thủng ozone ở Nam Cực. Hai tác động dẫn đến mức ozone cao hơn nhiều, làm giảm lỗ thủng xuống diện tích thấp kỷ lục từng được ghi nhận từ giữa những năm 1980.

Susan Strahan, nhà khoa học khí quyển thuộc Hiệp hội Nghiên cứu Vũ trụ các trường Đại học cho biết, đây là lần thứ ba trong 40 năm qua, các hệ thống thời tiết làm tăng nhiệt độ tầng bình lưu lại hạn chế được sự suy giảm tầng ozone.

Các kiểu thời tiết tương tự trong tầng bình lưu ở Nam Cực cũng đã từng xảy ra vào tháng 9 năm 1988 và 2002. Và chúng cũng đã khiến diện tích lỗ thủng ozone thu hẹp lại. Vì vậy, các nhà khoa học cho biết không có sự biến động quá lớn nào liên quan đến biến đổi khí hậu ở đây.

Thực tế, đó có thể là kết quả mà chúng ta đạt được từ Nghị định thư Montreal có hiệu lực từ năm 1989. Trong đó, các quốc gia đều đồng thuận hạn chế việc tiêu thụ và sản xuất các hợp chất làm suy giảm tầng ozone như chlorofluorocacbon (CFC).

Lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực dự kiến sẽ ngày càng thu hẹp khi các hợp chất bị cấm sử dụng. Các nhà khoa học hy vọng trong 50 năm tiếp theo tầng ozone ở Nam Cực sẽ phục hồi trở lại mức bằng với năm 1980.