Rác vũ trụ đang làm thay đổi bầu khí quyển Trái đất

Một máy bay nghiên cứu bay qua tầng bình lưu của Trái đất đã xác định được hơn 20 nguyên tố có liên quan đến ngành hàng không vũ trụ. Các chuyên gia dự đoán vấn đề có thể trở nên tồi tệ hơn trong tương lai.

Bầu khí quyển Trái đất sẽ thay đổi nhiều trong tương lai?

Một nghiên cứu mới tiết lộ rằng, bầu trời tràn ngập ô nhiễm kim loại từ các mảnh rác vũ trụ bốc cháy khi chúng quay trở lại bầu khí quyển. Các nhà nghiên cứu cảnh báo mức độ ô nhiễm bất ngờ này, có thể sẽ tăng mạnh trong những thập kỷ tới, có thể thay đổi bầu khí quyển hành tinh của chúng ta theo những cách mà chúng ta vẫn chưa biết hết.

Nghiên cứu, được công bố ngày 16/10 trên tạp chí PNAS, là một phần của sứ mệnh Quy trình khí dung tầng bình lưu, ngân sách và hiệu ứng bức xạ (SABRE) của Cơ quan quản lý khí quyển và đại dương quốc gia (NOAA) của Mỹ, theo dõi mức độ của sol khí - các hạt nhỏ lơ lửng trong không khí - trong bầu khí quyển.

Hình minh họa một vệ tinh bốc cháy khi quay trở lại bầu khí quyển phía trên của Trái đất. (Ảnh: PaulFleet qua Getty Images).

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một máy bay nghiên cứu được trang bị một phễu chuyên dụng trên chóp mũi của nó để thu thập và phân tích các sol khí để lấy mẫu tầng bình lưu – lớp thứ hai của khí quyển trải dài từ 12 đến 50km phía trên bề mặt hành tinh.

Nghiên cứu được thiết kế để phát hiện các sol khí được bao phủ bởi "bụi sao băng" do các thiên thạch để lại và bốc cháy khi lao vào Trái đất. Thay vào đó, máy bay đã phát hiện ra mức độ cao các nguyên tố kim loại làm ô nhiễm các phân tử trôi nổi, không nguyên tố nào trong số đó có thể được giải thích là do thiên thạch hoặc các quá trình tự nhiên khác.

Bối rối với kim loại đất hiếm

Hai nguyên tố đáng ngạc nhiên nhất là niobium và hafnium, cả hai đều là kim loại đất hiếm được sử dụng để chế tạo các linh kiện công nghệ như pin. Các nhà nghiên cứu cũng bối rối trước hàm lượng nhôm, đồng và lithium cao.

Tác giả chính của nghiên cứu Daniel Murphy, nhà hóa học khí quyển tại Phòng thí nghiệm Khoa học Hóa học của NOAA ở Boulder, Colorado, Mỹ, cho biết, nhóm nghiên cứu đã không mong đợi tìm thấy những nguyên tố này trong tầng bình lưu và ban đầu bối rối không biết chúng đến từ đâu.

Ông nói: “Sự kết hợp giữa nhôm và đồng, cộng với niobium và hafnium, được sử dụng trong các hợp kim chịu nhiệt, hiệu suất cao, đã hướng chúng ta đến ngành công nghiệp hàng không vũ trụ”.

Các nhà nghiên cứu viết trong tuyên bố: “Phát hiện này là lần đầu tiên cho thấy ô nhiễm tầng bình lưu có liên quan chắc chắn đến việc quay trở lại của các mảnh thiên thạch”.

Tổng cộng, nghiên cứu đã xác định được 20 nguyên tố kim loại khác nhau không xuất hiện tự nhiên trong bầu khí quyển Trái đất, bao gồm bạc, sắt, chì, magie, titan, berili, crom, niken và kẽm. Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng, nguồn gây ô nhiễm chính là tên lửa đẩy phát ra ngay sau khi chúng thoát khỏi bầu khí quyển phía trên, sau đó rơi trở lại Trái đất.

Trung Quốc, quốc gia trước đây bị chỉ trích vì một loạt các cuộc phóng tên lửa đẩy quay trở lại không kiểm soát. Tuy nhiên, vấn đề này cũng đã gây khó khăn cho cả Nga và NASA.

Ô nhiễm từ các vệ tinh?

Các vệ tinh rơi bị bỏ rơi, bị bão mặt trời đánh bật khỏi quỹ đạo hoặc bị cố tình đâm trở lại Trái đất cũng có khả năng thải ra một lượng lớn ô nhiễm kim loại khi chúng bốc cháy.

Ô nhiễm từ vệ tinh có thể sẽ tăng lên khi có nhiều vệ tinh thương mại được phóng lên vũ trụ. Mối quan tâm đặc biệt là gần 9.000 vệ tinh hiện đang ở quỹ đạo Trái đất thấp, tất cả đều có số phận sẽ rơi trở lại Trái đất.

Tổng cộng, khoảng 10% sol khí từ nghiên cứu mới bị ô nhiễm kim loại rác vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu dự đoán rằng, tỷ lệ này có thể tăng lên khoảng 50% trong vài thập kỷ tới.

Hiện tại còn quá sớm để nói những ảnh hưởng lâu dài mà tình trạng ô nhiễm này sẽ gây ra cho hành tinh của chúng ta. Nhưng ô nhiễm khí quyển trong quá khứ, chẳng hạn như chlorofluorocarbons (CFC), đã góp phần tạo ra các lỗ hổng trên tầng ozone.