Bộ lọc Methane ở Bắc Cực đang sụp đổ, nhưng một vụ phun trào núi lửa vừa chỉ ra 'phanh khẩn cấp' đầy rủi ro

Bắc Cực đang ấm lên, các vi sinh vật đang hoạt động hết công suất, và bài toán đơn giản là không khớp. Một nghiên cứu then chốt công bố tháng 6 năm 2026 trên tạp chí Nature Climate Change đã cung cấp bằng chứng rõ ràng nhất rằng một trong những hàng phòng thủ tự nhiên quan trọng chống lại khí thải methane – các vi sinh vật 'ăn' methane – đang bị nhiệt độ tăng cao áp đảo một cách có hệ thống . Phát hiện này xác nhận một vòng lặp phản hồi khí hậu nguy hiểm không còn là viễn cảnh tương lai mà là thực tại. Riêng rẽ, một nghiên cứu về vụ phun trào núi lửa Hunga Tonga–Hunga Ha'apai năm 2022, công bố trên Nature Communications vào tháng 5 năm 2026, lại tiết lộ một 'quân bài hoang dã': một quá trình núi lửa tự nhiên đã quét sạch methane khỏi khí quyển với tốc độ đáng kinh ngạc. Cùng với nhau, hai bài báo này vẽ nên bức tranh về một cuộc khủng hoảng đang trầm trọng hơn và một can thiệp tiềm năng với rủi ro cao, lợi ích lớn.

Bộ lọc hỏng: Vì sao vi sinh vật 'ăn' methane không theo kịp

Nghiên cứu do Giáo sư Mark Trimmer từ Đại học Queen Mary ở London dẫn đầu, không chỉ đơn thuần là mô hình hóa một tương lai ấm hơn. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phòng thí nghiệm tự nhiên: những dòng suối địa nhiệt ở Alaska, Greenland, Iceland, Svalbard và Kamchatka, nơi đã được làm nóng tự nhiên trong nhiều thập kỷ. Điều này cho phép họ quan sát phản ứng lâu dài, thực tế của vi sinh vật với sự ấm lên kéo dài .

Kết luận thật ảm đạm. Khi nhiệt độ tăng, vi sinh vật sản sinh methane (methanogen) trở nên năng động hơn và tạo ra lượng khí nhà kính mạnh hơn đáng kể. Các vi sinh vật tiêu thụ methane (methanotroph) cũng làm việc chăm chỉ hơn, nhưng nỗ lực của chúng tạo ra thứ mà các nhà nghiên cứu mô tả là một "bộ lọc methane cố định" . Chúng chỉ có thể xử lý một lượng giới hạn. Lượng methane dư thừa ngày càng tăng không được tiêu thụ hết; nó thoát vào khí quyển.

Sự mất cân bằng này tạo ra một vòng lặp phản hồi tích cực kinh điển: sự ấm lên thúc đẩy vi sinh vật sản sinh methane, bộ lọc tự nhiên bị quá tải, nhiều methane hơn đi vào khí quyển và giữ nhiệt, từ đó lại thúc đẩy sự ấm lên nhiều hơn nữa. Mô hình này nhất quán một cách đáng ngạc nhiên trên mọi dòng suối Bắc Cực được lấy mẫu, cho thấy hiện tượng này rất phổ biến và có tính hệ thống trong các hệ sinh thái nước ngọt phía Bắc . Hàm ý thật nghiêm trọng: lượng khí thải methane tự nhiên từ các hồ, ao và đất ngập nước sẽ tiếp tục tăng song hành với nhiệt độ toàn cầu, bất kể vi sinh vật tiêu thụ methane có làm việc vất vả đến đâu.

Thí nghiệm tình cờ: Ngọn núi lửa tự 'dọn dẹp' chính mình

Vào tháng 1 năm 2022, núi lửa ngầm Hunga Tonga–Hunga Ha'apai đã phun trào dữ dội phi thường, tung một cột tro bụi, khí và nước biển lên cao tới tầng bình lưu. Đây là một trong những vụ phun trào mạnh nhất thời hiện đại, nhưng một nghiên cứu công bố ngày 7 tháng 5 năm 2026, do Maarten van Herpen từ Acacia Impact Innovation dẫn đầu, tiết lộ nó đã làm một điều hoàn toàn không ngờ tới: nó đã phần nào dọn sạch chính sự ô nhiễm methane của mình .

Sử dụng dữ liệu quan sát từ vệ tinh TROPOMI, nhóm nghiên cứu quốc tế đã theo dõi chùm khói núi lửa và tìm thấy một đám mây formaldehyde (HCHO) ở mức cao kỷ lục, tồn tại trong 10 ngày khi nó trôi dạt qua Thái Bình Dương đến Nam Mỹ . Formaldehyde là một sản phẩm phụ tồn tại trong thời gian ngắn của quá trình oxy hóa methane – một dấu vân tay hóa học rõ ràng cho thấy methane đang bị phá hủy một cách chủ động.

Các nhà nghiên cứu ước tính vụ phun trào đã giải phóng khoảng 300 gigagram methane. Nhưng các phản ứng hóa học bên trong chùm khói sau đó đã phá hủy khoảng 900 megagram methane mỗi ngày – tương đương với lượng khí thải hàng ngày của khoảng 2 triệu con bò . Nhóm nghiên cứu tin rằng cơ chế này liên quan đến tro núi lửa trộn với muối biển, tạo thành các sol khí muối sắt. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các sol khí này, các nguyên tử clo có tính phản ứng cao được tạo ra, và chúng đã oxy hóa và phân hủy methane .

Một lối đi mới đầy tranh cãi: Từ tai nạn tự nhiên đến địa kỹ thuật

Vụ phun trào này là một thí nghiệm tự nhiên không kiểm soát, nhưng nó đã thổi bùng ngọn lửa trong cộng đồng nghiên cứu can thiệp khí hậu. Những phát hiện này cung cấp một bằng chứng khái niệm tự nhiên rằng việc loại bỏ methane trong khí quyển một cách có chủ đích là khả thi, và quan trọng hơn, có thể được xác minh và định lượng qua vệ tinh . Điều này giải quyết một thách thức cốt lõi cho bất kỳ công nghệ loại bỏ methane nào: chứng minh rằng nó thực sự hoạt động.

Các tác giả của nghiên cứu cho rằng việc tái tạo cơ chế sol khí muối sắt này có thể đóng vai trò như một "phanh khẩn cấp" tiềm năng đối với sự ấm lên trong ngắn hạn, vì methane chịu trách nhiệm cho khoảng một phần ba sự nóng lên toàn cầu hiện tại và mạnh hơn CO2 tới hơn 80 lần trong khoảng thời gian 20 năm . Tuy nhiên, bước nhảy vọt từ một tai nạn núi lửa sang một công nghệ an toàn, có thể kiểm soát là rất lớn, và các rủi ro thì sâu sắc.

Các đề xuất địa kỹ thuật liên quan đến việc bơm vật chất vào tầng bình lưu làm dấy lên những lo ngại nghiêm trọng về các hậu quả không lường trước – từ việc phá vỡ hóa học tầng ozone đến làm thay đổi các mô hình mưa toàn cầu. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rõ ràng rằng việc khám phá hướng đi này không hề làm giảm nhu cầu bắt buộc và không thể thương lượng là phải cắt giảm mạnh khí thải CO2, vốn vẫn là động lực chính dài hạn của biến đổi khí hậu . Việc 'dọn dẹp' của núi lửa chỉ là một phần phụ; vấn đề gốc rễ của lượng methane gia tăng từ băng vĩnh cửu tan và các nguồn nông nghiệp vẫn còn đó.

Một thế giới mắc kẹt giữa hai thực tại

Hai nghiên cứu này nắm bắt một sự căng thẳng cốt lõi trong khoa học khí hậu. Một mặt, một quá trình tự nhiên cốt lõi từng giúp điều hòa khí hậu – quá trình oxy hóa methane của vi sinh vật ở Bắc Cực – đang cho thấy rõ ràng nó không thể theo kịp sự ấm lên mà chúng ta đã khóa chặt. Kết quả là sự tăng tốc không thể tránh khỏi trong đóng góp của methane vào nhiệt độ toàn cầu đang tăng.

Mặt khác, một sự kiện tự nhiên hung bạo đã tiết lộ một cơ chế mà về mặt lý thuyết, có thể được khai thác để loại bỏ methane khỏi khí quyển một cách nhân tạo. Đó là một đề xuất rủi ro cao, lợi ích lớn, nhấn mạnh một thực tế tuyệt vọng: khi các hàng phòng thủ tự nhiên của chúng ta sụp đổ, áp lực phải xem xét các can thiệp khí hậu có chủ đích sẽ chỉ tăng lên. Con đường phía trước không phải là sự lựa chọn giữa hai câu chuyện này, mà là sự đối đầu với cả hai – cắt giảm khí thải với tốc độ chưa từng có, đồng thời điều tra một cách nghiêm ngặt và thận trọng liệu chúng ta có thể mua thêm thời gian cho mình một cách an toàn hay không.