Vi khuẩn cổ đại gây ra sự nóng lên toàn cầu

Một sự kiện như vậy đã xảy ra cách đây 304 triệu năm trong thời kỳ Băng hà muộn của Đại cổ sinh. Các nghiên cứu mới đã phát hiện bằng chứng về sự gia tăng nhiệt độ bề mặt biển, sự suy giảm băng lục địa vào thời điểm đó. 

Tiến sĩ Liuwen Xia thuộc Trường đại học Nam Kinh (Trung Quốc) và các cộng tác viên đã nghiên cứu tác động của việc bơm một lượng lớn khí metan từ hồ kiềm (pH từ 9 - 12) vào khí quyển. Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Geology. 

Một lượng lớn khí lớn metan trong khí quyển gây ra sự nóng lên toàn cầu vì nó là khí nhà kính mạnh, giữ nhiệt hiệu quả gấp 28 lần so với carbon dioxide trong hơn 100 năm. Các vi sinh vật sản xuất khí metan chịu trách nhiệm cho 74% lượng khí thải metan toàn cầu. Do vậy, việc xác định các điều kiện môi trường giúp chúng không chỉ tồn tại mà còn phát triển rất quan trọng để tìm hiểu về biến đổi khí hậu.

Nhóm nghiên cứu đã điều tra lưu vực Junggar ở phía tây bắc Trung Quốc bằng cách đánh giá mức độ khí metan có được từ hoạt động của vi sinh vật. Các nhà nghiên cứu đã lấy những mẫu từ lòng hồ và tiến hành phân tích hóa học của đá để xác định loại carbon có mặt dựa trên nguồn gốc của nó từ tảo lục thủy sinh, vi khuẩn lam (vi sinh vật quang hợp) và vi khuẩn cổ ưa mặn (loại vi sinh vật cực đoan sống trong môi trường có hàm lượng muối cao). 

Khi hồ chứa nhiều carbon vô cơ hòa tan hơn (dạng không có liên kết carbon và hydro), tảo, vi khuẩn lam và vi khuẩn cổ sẽ ưu tiên sử dụng dạng nhẹ hơn (carbon-12) nghĩa là carbon-13 nặng hơn vẫn còn trong nước hồ và được lắng đọng. Từ đó dẫn đến sự khác biệt rõ rệt trong các phép đo được lấy từ đá. 

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một loại vi khuẩn cổ sinh metan ưa kiềm. Loại này đã tận dụng lợi thế cạnh tranh trong điều kiện môi trường thiếu khí sunfat thấp của hồ, bảo tồn các giá trị carbon-13 nặng nhất trong đá. Loài này phát triển mạnh bằng cách thu năng lượng cần thiết cho sự tăng trưởng. Chúng tạo ra một số lượng lớn khí metan trong nước hồ. Sau đó, khí được giải phóng vào khí quyển. Lượng khí thải metan từ hoạt động của vi sinh vật được cho là đã lên tới 2,1 gigaton. 

Carbon dioxide có nguồn gốc từ hoạt động núi lửa và các quá trình thủy nhiệt vận chuyển đến hồ được chuyển đổi thành bicarbonate và carbonat (dạng carbon vô cơ hòa tan). Điều này làm tăng độ kiềm của hồ và được ghi nhận là tăng cường tạo ra khí metan vì nó thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật. Carbon vô cơ hòa tan cung cấp nguồn carbon gần như vô hạn cho tảo, vi khuẩn lam và vi khuẩn cổ trong quá trình trao đổi chất. 

Do đó nhóm nghiên cứu đã liên kết nguồn cung cấp khí metan ngày càng tăng và ổn định này với kỷ Băng hà hậu Cổ sinh. Đây là thời kỳ có lượng khí metan trong khí quyển đạt cực đại 304 triệu năm trước. Điều này có thể có thể gợi ý rằng sự đóng góp kết hợp từ nhiều hồ kiềm trên toàn cầu có thể tác động đáng kể đến khi nhà kính toàn cầu. Chỉ tính riêng những hồ ở phía tây bắc Trung Quốc, lượng khí thải metan có thể lên tới 109 gigaton. 

Rõ ràng điều này làm nổi bật tiềm năng của khí metan trong việc ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu và đặc biệt là tầm quan trọng của việc xác định các hồ kiềm trên toàn cầu để theo dõi lượng khí thải hiện và tìm giải pháp chống lại hoạt động của chúng. 

Điều này có thể bao gồm giảm độ pH của hồ để chúng trở nên có tính axit hơn, thêm một số loại đất sét hoặc thậm chí là nạo vét đáy hồ, song tất cả các giải pháp này đều gây ra một loạt tác động đối với môi trường một cách tự nhiên. Do vậy, có thể vẫn chưa tìm ra giải pháp tối ưu để giảm lượng khí thải metan của các hồ và giảm khả năng nóng lên toàn cầu.