Tia lửa điện từ cây cối trong cơn giông có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí

Vào năm 2021, nhà khí tượng học William Brune và các đồng nghiệp đã công bố một nghiên cứu quan trọng trên tạp chí Science chứng minh cách sét dẫn đến sự hình thành của một số chất oxy hóa trong khí quyển, bao gồm gốc hydroxyl (OH) và gốc hydroperoxyl (HO2). Các phân tử khí này là tác nhân "làm sạch" quan trọng trong bầu khí quyển của chúng ta. Chúng có thể làm suy giảm các khí nhà kính như mêtan. Tuy nhiên, các gốc hydroxy cũng có thể tạo ra lượng ôzôn cao khi gặp ôxy.

Nghiên cứu ước tính giông bão có thể chiếm tới 16% tổng OH trong khí quyển toàn cầu. Công việc tiếp theo đã khiến các nhà nghiên cứu tìm hiểu những cách khác mà giông bão có thể kích hoạt sự hình thành các gốc hydroxy.

Brune giải thích: “Gốc hydroxyl góp phần vào quá trình oxy hóa tổng thể trong khí quyển của nhiều chất ô nhiễm trong khí quyển, bao gồm khí nhà kính methane, cải thiện chất lượng không khí và làm chậm sự thay đổi khí hậu, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng không khí và khí hậu. Vì vậy, OH là nguồn tiềm năng rất quan trọng để dự đoán chất lượng không khí và khí hậu trong tương lai”.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét một hiện tượng trong đó giông bão có thể tạo ra các phóng điện nhỏ ở các vật thể trên mặt đất. Những chất phóng điện này được gọi là coronas và xuất hiện nhiều trên lá cây có đầu nhọn.

 Trong cơn giông, một số lá cây nhất định có thể tạo ra phóng điện yếu được gọi là coronas, và nghiên cứu mới cho thấy những coronas này có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí xung quanh.

Vì vậy, câu hỏi mà các nhà nghiên cứu đang đi tìm câu trả lời là: liệu các tràng hoa thực vật có tạo ra các mức hóa chất OH có thể đo được hay không?

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tám loại lá cây khác nhau. Kết quả cho thấy những tràng hoa thực vật này thực sự tạo ra một lượng OH cực lớn. Trong khi tổng thể tích OH được tạo ra bởi các tràng hoa thực vật thấp hơn đáng kể so với những gì được tìm thấy trong các cơn giông, các nhà nghiên cứu suy đoán kích thước của các khu rừng lớn có thể dẫn đến mức OH cao nhất trong khoảng thời gian có giông bão.

Jana Jenkins, một nhà nghiên cứu khác làm việc trong dự án cho biết: "Mặc dù điện tích do vành nhật hoa tạo ra yếu hơn tia lửa và tia chớp mà chúng tôi đã xem trước đây, nhưng chúng tôi vẫn thấy một lượng cực lớn gốc hydroxy này được tạo ra". Đồng thời cô cũng cho hay: “Có khoảng hai nghìn tỷ cây xanh ở các khu vực có nhiều khả năng xảy ra giông bão nhất trên toàn cầu và có 1.800 cơn dông sẽ xảy ra vào bất kỳ thời điểm nào. Đây chắc chắn là một quá trình diễn ra liên tục và dựa trên những tính toán mà chúng tôi có thể thực hiện cho đến nay, chúng tôi nghĩ rằng điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong và xung quanh rừng”.

Mặc dù các nhà nghiên cứu nói rằng cơ chế mới được phát hiện này không có khả năng liên quan đến việc sản xuất OH toàn cầu, nhưng điều có thể liên quan là cách những làn sóng oxy hóa trong khí quyển có thể ảnh hưởng đến sinh thái rừng và cây cối. Jenkins cũng gợi ý rằng với sự thay đổi khí hậu làm gia tăng số lượng hoạt động giông bão, điều quan trọng là phải hiểu các quá trình này, đặc biệt là về ảnh hưởng đối với chất lượng không khí cục bộ ở những địa điểm này.

Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Khí quyển.

Minh Hằng (theo New Atlas)