Các hệ sinh thái ven biển là kho chứa carbon tự nhiên. Do vậy, các nhà hoạch định chính sách coi vịnh, đầm lầy và rừng ven biển là giải pháp tự nhiên để chống lại biến đổi khí hậu. Nhưng khả năng hấp thụ carbon dioxide của các hệ sinh thái này phụ thuộc vào các nhân tố đa dạng thường xung đột với nhau, bao gồm nguồn cung cấp trầm tích, độ dốc bờ biển, phạm vi thủy triều, chế độ sóng và sự thay đổi mực nước biển.

Các quá trình vật lý và sinh học được sử dụng để lập mô hình lưu trữ carbon. Nguồn: phys.org

Trong nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Hàng hải Virginia (VIMS), thuộc trường ĐH William & Mary đã phát triển mô hình mới để tìm hiểu về các chế độ và thời gian lưu trữ carbon ở khu vực ven biển. Điểm mới là nghiên cứu đã mô phỏng sự di chuyển của carbon giữa các hệ sinh thái khi nước biển dâng dẫn đến sự thay đổi về ranh giới và kích thước của chúng. Các nghiên cứu về carbon ven biển hoặc carbon “xanh” (carbon được lưu trữ trong các hệ sinh thái biển và ven biển) trước đây chủ yếu tập trung vào số phận của nó trong các môi trường tĩnh, đơn lẻ.

Mô hình động lực học đầm lầy của nhóm cho thấy tốc độ nước biển dâng là chìa khóa để xác định liệu carbon xanh có đi vào hồ chứa ven biển trong dài hạn hay ngắn hạn. Chỉ có việc lưu trữ lâu dài trong hàng thế kỷ hoặc thiên niên kỷ, mới giúp nhân loại giảm thiểu tác động xấu nhất của biến đổi khí hậu.

TS. Kendall Valentine, người dẫn dắt nghiên cứu khi đang làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại VIMS, cho biết: “Hệ thống ven biển có thể phục hồi và tiếp tục lưu trữ lượng carbon ngày càng tăng với tốc độ nước biển dâng vừa phải. Nhưng nếu tốc độ nước biển dâng quá nhanh, đầm lầy không thể theo kịp, hệ thống đầm lầy sẽ sụp đổ và giảm thiểu lượng carbon lưu trữ ven biển”.

“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mực nước biển dâng là con dao hai lưỡi đối với quá trình cô lập carbon ven biển. Khi mực nước biển dâng ở mức vừa phải sẽ giúp tăng năng suất thực vật và lưu giữ carbon trong đất. Mực nước biển dâng nhanh sẽ làm thay đổi vị trí lưu trữ carbon – từ những khu rừng tương đối ổn định thành những đầm lầy dễ bị tổn thương hơn”, TS. Matt Kirwan ở VIMS, đồng tác giả nghiên cứu cho biết thêm.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng mô hình hành vi của các hệ sinh thái ven biển với tốc độ mực nước biển dâng từ 1-15 mm mỗi năm. Kết quả cho thấy lượng carbon lưu trữ tăng gấp đôi khi tốc độ mực nước biển dâng rơi vào khoảng 2-5 mm/năm và tiếp tục tăng khi tốc độ nước biển dâng lên tới 10 mm/năm. Vượt qua “điểm tới hạn” này, khả năng lưu trữ carbon bắt đầu giảm khi đầm lầy thay thế rừng và vùng đầm lầy tiếp giáp biển bị xói mòn nhanh hơn.

Các mức nước biển dâng do nhóm tác giả lựa chọn trong nghiên cứu bao gồm những số liệu đã được quan sát trong thực tế và được dự đoán sẽ xảy ra trong thập kỷ tới. Chẳng hạn, tốc độ nước biển dâng dọc theo Bờ Đông Hoa Kỳ vào năm 2022 nằm trong khoảng từ 1,49 mm/năm (ở Portland, Maine) đến 5,38 mm/năm (ở Norfolk, Virginia), trong khi mức chuẩn 10 mm/năm được đo tại một vài địa điểm dọc theo Bờ biển vùng Vịnh của Hoa Kỳ – nơi có tốc độ nước biển dâng lớn hơn 8 mm/năm. Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Liên Hợp Quốc) dự báo đến năm 2100, tốc độ nước biển dâng toàn cầu sẽ lên tới 15 mm/năm.

Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng đối với nỗ lực bù đắp lượng khí thải nhà kính thông qua việc mua tín dụng carbon. Các chính sách quản lý bù đắp carbon xanh, chẳng hạn như chính sách trồng cây, các giải pháp trên đất liền hoặc giải pháp “carbon xanh” khác chỉ tính lượng carbon được thu giữ trong một hệ sinh thái cụ thể. Mục đích là tránh việc tính toán hai lần cùng một lượng carbon ban đầu được thu giữ ở nơi khác – chẳng hạn như thông qua quá trình quang hợp trong một khu rừng nội địa hoặc thực vật phù du ngoài khơi nở hoa, sau đó di chuyển đến bờ biển. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy một phần đáng kể carbon đầm lầy (khoảng 50%) có nguồn gốc từ bên ngoài khu vực này.