Vì sao khí cacbonic trong không khí nhiều sẽ khiến Trái Đất nóng lên?

Bạn đã từng thấy những phòng ấm được xây bằng kính chưa? Người ta thường trồng hoa trong đó. Ở nông thôn, ta cũng có thể thấy nông dân dựng những ngôi nhà phủ màng nilông để gieo mạ hoặc trồng hoa.

Kính hoặc màng nilông dùng để làm phòng ấm vừa cho ánh sáng đi vào, vừa giữ được nhiệt. Vì thế, dù mùa đông có mưa rét hay đóng băng, bên trong phòng vẫn ấm áp như mùa xuân ở phương Nam. Những bông hoa rực rỡ, luống rau xanh tốt được tắm nắng, cành cà chua trĩu quả và dây dưa chuột vươn lên tươi tốt.

Thực ra, Trái Đất nơi chúng ta sinh sống cũng giống như một phòng ấm khổng lồ. Khí cacbonic trong khí quyển có tác dụng giữ nhiệt đồng thời vẫn cho ánh nắng chiếu vào. Ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều sóng ánh sáng có bước sóng dài ngắn khác nhau. Khi bức xạ Mặt Trời truyền xuống Trái Đất, khí ozon trong khí quyển hấp thu tia tử ngoại, hơi nước và khí cacbonic hấp thụ một phần tia hồng ngoại, còn ánh sáng nhìn thấy mới chiếu tới mặt đất. Sau khi ánh sáng nhìn thấy tới mặt đất, khoảng 1/3 nhiệt lượng bị phản xạ trở lại không trung, 2/3 còn lại được đất đá và nước hấp thụ. Khi mặt đất lạnh dần, nó lại phát ra bức xạ nhiệt dạng sóng dài, tức bức xạ hồng ngoại, vào không trung. Lượng bức xạ nhiệt này tiếp tục bị cacbonic và hơi nước trong không khí hấp thụ.

Khí cacbonic có đặc tính gần như cho ánh sáng nhìn thấy đi qua hoàn toàn, nhưng lại hấp thu mạnh tia hồng ngoại sóng dài, đặc biệt là những tia hồng ngoại có bước sóng từ 12 m đến 18 m. Vì vậy, khí cacbonic trong lớp không khí gần mặt đất có tác dụng giống như kính hoặc màng nilông trong phòng ấm: ánh sáng có thể đi vào, nhưng nhiệt lượng khó khuếch tán ra ngoài. Tác dụng này khiến nhiệt độ không khí gần mặt đất tăng lên, gọi là “hiệu ứng nhà kính”.

Nếu Trái Đất giống Mặt Trăng, không có không khí và cũng không có nước, thì ban ngày khi Mặt Trời chiếu xuống, nhiệt độ mặt đất có thể lên tới 127°C, còn ban đêm hạ xuống -183°C. Rõ ràng trong điều kiện như vậy, con người và các sinh vật khác không thể tồn tại.

Thông thường, hàm lượng hơi nước và khí cacbonic trong không khí tương đối ổn định. Nói chung, hàm lượng khí cacbonic là ba phần triệu. Nhưng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của sản xuất công nghiệp, một lượng lớn nhiên liệu chứa cacbon như than đá, dầu mỏ, khí đốt, v.v. bị đốt cháy, khiến cacbonic trong không khí tăng nhanh hằng năm. Theo báo cáo thống kê của Sở nghiên cứu thế giới Mỹ, 100 năm trước, toàn thế giới mỗi năm chỉ thải vào khí quyển khoảng 96 triệu tấn khí cacbonic, còn ngày nay con số đó đã tăng lên tới năm tỉ tấn. Dự kiến sang thế kỷ XXI, lượng khí này sẽ tăng theo bậc thang lên tám tỉ tấn. Khi hàm lượng cacbonic trong không khí tăng, hiệu ứng nhà kính càng mạnh và nhiệt độ Trái Đất càng cao. Các nhà khoa học dự đoán đến cuối thế kỷ XX, nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng 0,5°C. Trong 50 năm tới, nếu hàm lượng cacbonic trong không khí tăng gấp đôi, nhiệt độ Trái Đất có thể tăng 3°C, tức khí hậu toàn cầu sẽ ấm lên rõ rệt. Đó chính là lý do sự gia tăng cacbonic trong không khí khiến Trái Đất nóng lên.