Trạm nghiên cứu Toolik, TS. Alaska Ann Giblin - nhà khoa học lâu năm thuộc phòng thí nghiệm Sinh học hàng hải ở Wood Hole (Marine Biological Laboratory in Woods Hole), bang Massasuset, hiện là thành viên của một dự án Dự án Mạng Nghiên cứu Sinh thái Dài hạn (Long Term Ecological Research network) tại một trung tâm khoa học nằm ở Bắc Cực, được điều hành bởi Ðại học Alaska ở Fairbanks - đang khó nhọc mang những chiếc ống dài khoảng 1 mét chứa bùn dưới đáy hồ từ chiếc thuyền phao về phòng thí nghiệm gần đó, cô nói: “Bùn có thể giúp chúng ta biết được nhiều thứ”.

Bên cạnh vai trò trong sự thay đổi khí hậu, nitơ cũng là một yếu tố gây ra những tác động tiêu cực đối với hệ sinh thái qua sự hiện diện của nó trong phân bón. Peter Vitousek, một nhà sinh thái học thuộc trường đại học Stanford, người đã đặt nitơ lên “bản đồ môi trường học” trong một bài báo vào năm 1994, là đồng tác giả của 1 nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature mùa hè năm nay. Nghiên cứu của ông kêu gọi sự chú ý hơn về chu kỳ của nitơ đồng thời cũng đưa ra cảnh báo về việc bỏ qua hóa chất này khi quá chú trọng đến cacbon.

TS. Vitousek phát biểu trong một cuộc phỏng vấn: “Những tác hại của nitơ có thể thấy ở khắp nơi, ví dụ như việc sử dụng quá liều các loại phân bón trong nông nghiệp để kích thích sự tiêu thụ năng lượng sinh học trong khi trên thực tế lợi ích cacbon (trong phân bón) đem đến không đáng kể so với những tác hại của nitơ.”

Không lâu sau bản báo cáo của TS. Vitousek, tạp chí Nghiên cứu Ðịa Vât lý (Geophysical Research Letters) đã gọi nitơ trifluorit (nitrogen trifluoride), chất được dùng nhiều trong sản xuất các linh kiện bán dẫn và trong màn hình tinh thể lỏng ở các thiết bị điện tử, là một trong số các “khí gây hiệu ứng nhà kính bị lãng quên”. Nitơ trifluorit, không nằm trong danh sách 6 loại khí bị hạn chế trong Hiệp định Kyoto về sự ấm lên của khí hậu toàn cầu, có hiệu ứng thậm chí còn mạnh hơn gấp 17000 lần so với cacbon điôxít. Chỉ tính riêng năm nay, lượng khí nitơ trifluorit được thải vào bầu khí quyển được dự báo là tương đương với toàn bộ lượng khí thải gây nóng trái đất của Australia.

TS. Vitousek cho biết thêm: “Tác hại của nitơ không đơn thuần giống như khí cacbon. Sự nóng lên toàn cầu chỉ là một dấu hiệu trong nhiều dấu hiệu về môi trường khác. Sự sút giảm đa dạng sinh học, ô nhiễm của các dòng sông, đó là các vấn đề cần phải lưu ý. Hiện tượng sương mù, mưa axit, ô nhiễm tại các bờ biển, các cánh rừng… tất cả đều là do khí nitơ”

Bài báo hồi mùa hè của TS. Vitousek cũng đi đến kết luận tương tự như một bài báo đăng trên tạp chí Science vào tháng 5 của James N. Galloway, một giáo sư khoa môi trường tại đại học Virgina và là cựu chủ tịch của Hiệp hội Nitơ quốc tế (International Nitrogen Initiative), một nhóm các nhà khoa học cổ vũ cho phong trào sử dụng khí nitơ một cách thông minh.

TS. Galloway đang phát triển một phương pháp tính nhằm xác định lượng các hợp chất của nitơ. “Ðó là bài toán Goldilocks”, ông trả lời trong một cuộc phỏng vấn. “Các hợp chất nitơ không phải là những sản phẩm thừa. Chúng ta vẫn cần tới nó. Chỉ là không quá nhiều và cũng không quá ít. Ðiều này phức tạp hơn so với cacbon.” Ông nói tiếp, “Chúng ta sẽ không đi khắp nới để nói với mọi người rằng đây là một vấn đề đơn giản hay dễ dàng”. TS. Giblin đã dành cả mùa hè tại trạm nghiên cứu, nằm giữa Cực Bắc và Bắc Băng Dương để nghiên cứu thành phần của khí nitơ trong các lớp trầm tích dưới lòng đại dương. Không chỉ nitơ (chiếm đến 80% thành phần của không khí) mà cả các hợp chất của nitơ, như axit nitric, nitơ oxit, acmoniac và nitrat cũng có những vai trò khác nhau.

Nitơ là một phần không thể tách rời của vật chất sống. Khi một cây trồng hay một động vật chết đi, lượng nitơ của chúng hòa vào trong đất, và đến lượt mình, lượng nitơ này cũng nuôi dưỡng thực vật và hòa vào trong các thực thể sống trong nước. TS. Giblin đang theo đuổi nghiên cứu này vì khi thời tiết vùng Bắc cực trở nên ấm, vùng băng vĩnh cửu ở Bắc cực sẽ tan ra, và lớp trầm tích sẽ thải ra lượng lớn cacbon và nitơ vào trong khí quyển.

Khi một hệ sinh thái có quá nhiều khí nitơ, hệ quả đầu tiên là sự sống sẽ bùng nổ. Nhiều cá hơn, nhiều cây hơn…. Nhưng chính điều này sẽ nhanh chóng dẫn đến tác dụng ngược. Nước sẽ trở nên đục hơn và kích thích sự phát triển của tảo hôi, và tạo ra những “vùng chết” cực độc. Các nhà khoa học gọi quá trình này là quá trình phú dưỡng (eutrophication), theo cách hiểu thông thường là nước trở nên đục hơn và có mùi hôi khó chịu…. Một trong những nơi thể hiện rõ nhất hệ quả này là Biển Vàng tại tỉnh Thanh Ðảo, Trung Quốc, nơi đã diễn ra môn đua thuyền tại kỳ thế vận hội Olympic mùa hè này. Không đơn thuần chỉ là những khó khăn cho cuộc đua, những vấn đề như vậy còn đe dọa sự sống tại các vùng bờ biển và các khu vực sống ở các bờ sông. Nancy Rabalais, giám đốc điều hành Trung tâm nghiên cứu hàng hải đại học Louisiana (Louisiana Universities Marine Consortium) được biết đến như là chuyên gia về các “vùng chết”. Vào mỗi mùa hè, bà thường tới vịnh Mexico trên tàu nghiên cứu Pelican để nghiên cứu các thiệt hại do những con sông nhiều khí nitơ đổ ra biển. Năm nay, bà dự định sẽ nghiên cứu một vùng chết. có kích cỡ còn lớn hơn vùng chết rộng đến 8500 dặm vuông (22000 km2) ở bang Massachusetts được ghi nhận vào năm 2002. TS. Rabalais cho biết rằng một trong những khó khăn, là con sông Mississippi chảy qua rất nhiều nơi, do vậy giải quyết vấn đề đòi hỏi những chỉ thị mạnh hơn nữa từ chính quyền liên bang, điều này hiện nay không phải là một trong những ưu tiên của chính quyền tống thống Bush. Bà là thành viên của Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia được tài trợ bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường (Environmental Protection Agency) và nằm dưới sự điều hành của Viện Hàn Lâm Khoa Học Quốc Gia (National Academies of Science). Bà nói thêm: “Chúng ta đã bàn luận quá nhiều nhưng chưa hành động đúng mức”. Bà tiếp tục: “Bởi vì chúng ta không chỉ lên tiếng phản đối hành lang pháp lý đối với việc sử dụng hoá chất trong nông thực phẩm... mà đây còn là vấn đề sinh nhai của những người nông dân. Tuy nhiên, điều này ko phải là vấn đề phổ biến ở miến Trung Tây”.

Sử dụng phân bón nhìn chung không đem lại hiệu quả. Với bò, chỉ có 6% lượng nitơ được sử dụng tích tụ trong thịt, phần còn lại phát tán vào khí quyển và nguồn nước. Với lợn, là 12% và với gà là 25%. Sữa, trứng và ngũ cốc, đạt hiệu quả cao nhất, khoảng 35% hoặc 50%, tương ứng với mức độ C trừ. “Hãy xem” bà nói, “Bạn không thể buộc tội tất cả các bang đều đã sử dụng phân bón quá nhiều chỉ vì họ muốn có những vụ mùa bội thu mỗi năm. Ðó thực sự là 1 điều tồi tệ. Ví dụ, thành phố Des Moines (thủ phủ và là thành phố lớn nhất bang Iowa) sẵn sàng lọc nguồn nước uống của họ kỹ hơn rất nhiều chỉ để hòa với nguồn nước có mức độ đạm cao hơn bình thường.”. Các hợp chất của nitơ cũng cần nhận được sự chú ý từ cộng đồng hơn. “Chúng ta cần phải hết sức quan tâm tới vấn đề này, cũng như là bệnh sốt rét hay AIDS ở Châu Phi” TRabalais cho hay.

Các nhà nghiên cứu môi trường hiện đang phải đối đầu với bài toán làm thế nào để giải quyết nhiều vấn đề cùng một lúc. Và nhiếu người lo lắng rằng, sau cuộc chiến cam go để đối phó với cacbon, việc chuyển hướng sang nitơ có thể sẽ gây ra sự nản chí trong cộng đồng. Tính căng thẳng của cuộc chiến có thể làm nản lòng ngay cả những nhà hoạt động năng nổ nhất. “Một trong những khó khăn mà tôi đang gặp phải chính là sự phức tạp“ cựu Phó Tổng thống Al Gore, người đã dành giải thưởng Nobel Hòa Bình nhờ vào những nỗ lực tích cực của ông trong vấn đề bảo vệ môi trường cho hay, “Hãy xem, tôi có thể bắt đầu bài diễn văn theo cách như thế này: “Chúng ta có 14 tác nhân gây nên sự ấm lên toàn cầu, và với mỗi một tác nhân đó, chúng ta cần có 1 cách giải quyết khác nhau”. Ðiều đó hoàn toàn đúng nhưng nếu bạn khởi đầu như vậy, bạn sẽ đánh mất ngay lập tức số lượng người ủng hộ.

Ảnh: Reuter - Một người phụ nữ đang vớt tảo ở Thanh Đảo, Trung Quốc, một hệ quả sinh ra bởi có quá nhiều khí Nitơ trong lòng biển Vàng