Phục hồi tầng ozone: Thành công hiếm hoi của nỗ lực toàn cầu

 

Năm 1985, các nhà khoa học khí quyển ở Nam Cực phát hiện một điều đáng lo ngại: tầng ozone đang trên đà biến mất trong vòng mấy mươi năm tới. Từ đây, cộng đồng quốc tế bắt đầu thảo luận và hành động - với một tốc độ chưa từng có. 

Chỉ 2 năm sau đó, vào ngày 16-9-1987, Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ozone được thông qua. Tua nhanh đến ngày hôm nay: tầng ozone đang trên đà hồi phục, trở thành phông nền xán lạn cho một câu chuyện đầy cảm hứng và nhiều bài học về nhân loại, gợi mở cho chúng ta những con đường để giải quyết các khủng hoảng môi trường khác.

Khoa học vào vai thám tử

Tầng ozone nằm ở độ cao khoảng 15-40km so với bề mặt Trái đất, thuộc tầng bình lưu và có vai trò như một lớp “kem chống nắng” che chắn cho hành tinh khỏi tia cực tím (UV). Nếu không có lá chắn này, ánh nắng mặt trời sẽ trở nên cực kỳ nguy hiểm với con người và hầu hết các loài động thực vật. Đặc biệt, tia UV-B (thứ làm cho da bị cháy nắng) ở cường độ cao có thể dẫn đến nhiều loại ung thư.

Vào những năm 1970, các nhà nghiên cứu nhận thấy tầng ozone dường như đang mỏng đi, đặc biệt là xung quanh 2 cực. Hai nhà nghiên cứu Mario Molina và Sherry Rowland xác định được “nghi phạm” chính: các hợp chất nhân tạo chlorofluorocarbon (viết tắt là CFC).

Hợp chất CFC đầu tiên ra mắt thế giới vào năm 1930 (cùng cha với một phát minh tai tiếng khác là xăng pha chì, xem TTCT số 35-2021) và được xem là hóa chất hoàn hảo: rẻ tiền, nhiều ứng dụng (chất đẩy trong bình xịt sơn, chất làm lạnh trong máy lạnh, tủ lạnh) và không tham gia phản ứng hóa học.

Dù biết CFC bay hơi và tích tụ trong bầu khí quyển, nhưng người ta cho rằng chúng “trơ” về mặt hóa học nên có sao đâu! Molina và Rowland đã khám phá ra một sự thật hoàn toàn trái ngược. Ở thượng tầng khí quyển, các phân tử khí CFC bị phân hủy dưới tia UV. Sau đó, mỗi nguyên tử Cl (clo) tự do sẽ “cướp lấy” một nguyên tử O, khiến O3 (khí ozone) nay chỉ còn là O2 (khí oxy), tức là “bào” lớp ozone.

Nghiên cứu của Molina và Rowland được đăng trên tạp chí Nature năm 1974, thúc đẩy nhiều tranh luận sôi nổi nhưng chưa thể thuyết phục các chính trị gia. Nhiều nhà nghiên cứu thì tin rằng sự suy giảm tầng ozone sẽ chỉ là vấn đề của lớp cháu chắt vài thế kỷ về sau.

Mãi đến năm 1985, thế giới mới giật mình hiểu ra rằng tầng ozone đang tan biến nhanh hơn họ tưởng. Kết quả đo đạc của nhà địa - vật lý Joseph Farman và các đồng nghiệp đã xác nhận một lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực. Cần nhớ là về mặt kỹ thuật, tầng ozone không phải bị “thủng lỗ” như một mảnh vải - tại lỗ thủng vẫn tồn tại khí ozone nhưng nồng độ đã bị suy giảm đáng kể.

Trước đó, giới khoa học cho rằng quá trình phá vỡ ozone sẽ bị kìm hãm trong tự nhiên, bởi xét cho cùng CFC chỉ giải phóng một lượng ít nguyên tử clo nếu so với sự bao la của cả bầu khí quyển. 

Vậy điều gì đã khiến sự tổn hại thực tế lại lớn đến thế? Trong những năm tiếp theo, nhà hóa học khí quyển Susan Solomon đã dẫn đầu các cuộc thám hiểm ở Nam Cực để tìm câu trả lời. Nhóm của bà khám phá ra rằng: clo monoxit (ClO) - hình thành từ sự tương tác giữa nguyên tử Cl và O3 - sau đó sẽ bị phá vỡ, nguyên tử clo trở lại trạng thái tự do để tiếp tục tổn hại tầng ozone. 

"Ta có thể phá hủy hàng trăm nghìn phân tử ozone chỉ bằng một nguyên tử clo từ một phân tử CFC, trong suốt khoảng thời gian chất này nằm ở tầng bình lưu” - Solomon chia sẻ trong một chương trình podcast của Viện Future of Life.

Như vậy, tầng ozone có thể suy giảm nhanh chóng và vượt khỏi tầm kiểm soát. Giới khoa học đã nhanh chóng vào cuộc. Sau khi đã “chẩn bệnh” - xác định có một mối đe dọa hiện hữu và biết CFC là nguyên nhân, bước tiếp theo là “chữa bệnh” - thuyết phục thế giới hành động để giải quyết vấn đề này. May mắn là thế giới đã lắng nghe.

 

Đồng lòng

Năm 1986, Liên Hiệp Quốc (LHQ) bắt đầu đàm phán về một hiệp ước xóa sổ các hóa chất có hại cho tầng ozone - chủ yếu là CFC. Một trong những tiếng nói chính trong các cuộc đàm phán là Stephen Andersen, khi đó là chuyên gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ. Nhóm của ông đã vạch ra hàng trăm giải pháp - một cách có hệ thống - để loại bỏ dần CFC từ hàng trăm lĩnh vực công nghiệp, giúp việc chuyển đổi trở nên dễ dàng và khả thi trên toàn thế giới. Nghị định thư Montreal có hiệu lực từ năm 1989, và đến tận năm 2008 là hiệp định môi trường đầu tiên và duy nhất của LHQ được mọi quốc gia trên thế giới phê chuẩn!

Nhờ sự tẩy chay của người tiêu dùng, sự quyết liệt của giới chính trị và nguồn đầu tư vào công nghệ mới để tìm giải pháp thay thế, phần lớn thế giới đã nhanh chóng ngừng sản xuất CFC trong thập niên 1990. Việc loại bỏ các thiết bị sử dụng CFC thì mất nhiều thời gian hơn.

Theo Chương trình Môi trường LHQ (UNEP), khoảng 99% các chất làm suy giảm tầng ozone đã bị “khai tử”, và lá chắn “chống nắng” của Trái đất đang dần hồi phục. Chúng ta có thể kỳ vọng lỗ thủng ozone ở Nam Cực sẽ “đóng lại” vào những năm 2060. Đến năm 2030, ước tính khoảng 2 triệu người sẽ tránh được bệnh ung thư da mỗi năm. Đồng thời, tất cả nỗ lực này sẽ góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Nhưng “bệnh” này của tầng ozone không phải điều trị một lần là xong. Mọi công việc vẫn phải tiếp diễn, trong đó các nhà khoa học là tuyến phòng thủ đầu tiên. Nghị định thư Montreal được hỗ trợ bởi 3 hội đồng khoa học có nhiệm vụ thông tin cho các nhà hoạch định chính sách. 

Ví dụ như vào năm 2018, họ đã phanh phui việc sản xuất CFC-11 bất hợp pháp ở miền đông Trung Quốc. Nếu không có “biệt đội anh hùng” gồm các nhà hóa học, nhà báo điều tra và những người thực thi Nghị định thư Montreal, nếu như vụ việc không sớm bị phát hiện, cuộc đua cứu tầng ozone của chúng ta có thể đã bị trì hoãn đáng kể.

Trong tháng 9 vừa qua, giải thưởng Future of Life năm 2021 đã vinh danh 3 nhân vật giữ vai trò quan trọng trong công cuộc khôi phục tầng ozone: Joseph Farman - người xác nhận lỗ thủng ozone, Susan Solomon - người lý giải tốc độ phá hoại của CFC và Stephen Andersen - người thúc đẩy Nghị định thư Montreal. Giải thưởng thường niên này của Viện Future of Life được trao cho những anh hùng thầm lặng đã giúp thế giới của chúng ta an toàn hơn, đáng sống hơn. Giáo sư Mario Molina (1943-2020) và Sherry Rowland (1927-2012) cũng chia sẻ giải Nobel hóa học năm 1995 (cùng 1 người nữa là Paul Crutzen) nhờ các khám phá trong hóa học khí quyển, đặc biệt là liên quan đến sự hình thành và phân hủy của tầng ozone.

Câu chuyện thành công này cho thấy: có những cá nhân cụ thể đã “kích hoạt” quá trình thay đổi quỹ đạo của nhân loại, nhưng cần nhớ rằng chính công chúng, sự đồng thuận quốc tế và hành động nhất quán toàn cầu mới là năng lượng bền bỉ của cuộc chiến.