Các nhà nghiên cứu tại Đại học Princeton đã biên soạn dữ liệu của 30 năm để xây dựng bản báo cáo dựa trên lõi băng đầu tiên về nồng độ oxy trong khí quyển kéo dài 800.000 năm qua.

Báo cáo cho thấy, lượng ôxy trong khí quyển hiện nay đã giảm 0,7%, đây là tốc độ hợp lý theo tiêu chuẩn địa chất. Tuy nhiên, trong 100 năm qua, lượng oxy trong khí quyển đã giảm tương đối nhanh chóng 0,1% do việc đốt nhiên liệu hóa thạch, tiêu thụ khí oxy và tạo ra carbon dioxide.

Điều kỳ lạ là sự suy giảm oxy trong khí quyển trong 800.000 năm qua không đi kèm theo sự gia tăng đáng kể lượng khí carbon dioxide trung bình trong khí quyển, mặc dù nồng độ carbon dioxide thay đổi theo các chu kỳ băng hà. Để giải thích nghịch lý hiển nhiên này, các nhà nghiên cứu đưa ra một giả thuyết về cách chu kỳ carbon toàn cầu, carbon dioxide trong khí quyển và nhiệt độ của Trái đất được liên kết trên thang thời gian địa chất.

Trái đất có nhiều quá trình để kiểm soát mức carbon dioxide. Các nhà nghiên cứu thảo luận về một quá trình cụ thể là “phong hóa silicat”, trong đó carbon dioxide phản ứng với đá trên mặt đất sinh ra các khoáng chất canxi cacbonat, giữ carbon dioxide lại ở dạng rắn. Khi nhiệt độ tăng do mức carbon dioxide trong không khí cao, tốc độ phong hóa silicat được cho rằng, sẽ tăng lên và loại bỏ carbon dioxide trong không khí nhanh hơn.

Các tác giả cho rằng, lượng carbon dioxide dư phát ra do nồng độ oxy giảm trong bầu không khí kích thích phong hóa silicat, làm ổn định carbon dioxide nhưng vẫn cho phép oxy tiếp tục giảm.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng lịch sử oxy trong khí quyển bằng các hệ số đo oxy so với nitơ có trong không khí được lưu giữ trong băng Nam Cực.

Do oxy rất quan trọng đối với cuộc sống và các quá trình phong hóa, nhiều mô hình và proxy gián tiếp cho hàm lượng oxy trong khí quyển đã được phát triển trong những năm qua, nhưng không có sự thống nhất về việc nồng độ oxy tăng, giảm hoặc không thay đổi trong thời gian hàng triệu năm qua (và trước khi đốt nhiên liệu hóa thạch). Nhóm nghiên cứu Princeton đã phân tích các dữ liệu từ lõi băng để tạo ra bản báo cáo duy nhất về oxy trong khí quyển đã thay đổi như thế nào trong suốt 800.000 năm qua.

Các tác giả cho biết, báo cáo này đại diện cho một chuẩn mực quan trọng cho việc nghiên cứu lịch sử của oxy trong khí quyển. Hiểu biết về lịch sử của oxy trong khí quyển của Trái đất liên quan mật thiết với những hiểu biết về quá trình tiến hóa của sự sống phức tạp.
Nguồn: Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam