Khoa học · Nhịp Mới · Tổng hợp · 1214 chữ ·
Dấu ấn cháy rừng xuất hiện trong hồ sơ methane khí quyển toàn cầu
Tỷ trọng dấu ấn methane từ cháy tăng trong hồ sơ đồng vị giai đoạn 2023–2025.
Phân tích do Earth Sciences New Zealand dẫn dắt ghi nhận dấu ấn methane từ cháy rừng tăng rõ trong khí quyển từ giữa năm 2023 đến năm 2025. Công bố ngày 28/10 cho biết tín hiệu xuất hiện trong hồ sơ đồng vị ở quy mô toàn cầu, bên cạnh nguồn methane do vi sinh vật tạo ra ở đất ngập nước và nông nghiệp.
Nhóm cho rằng biến động có thể liên quan tới các đợt cháy lớn tại Bắc Mỹ và Amazon năm 2023–2024, với việc phát thải từ đất ngập nước giảm khi khô hạn. Phân tích được trình bày trong Bản tin Khí nhà kính của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), sử dụng mạng quan trắc có các trạm tại New Zealand và Nam Cực.
Từ bình không khí tới dấu ấn đồng vị
Để nhận ra nguồn khí, các nhà khoa học xem tỷ lệ carbon-13 so với carbon-12 trong phân tử methane. Carbon-13 là đồng vị bền có thêm một neutron; những quá trình sinh ra hoặc phá hủy methane làm thay đổi tỷ lệ này. Tài liệu đo đạc của Earth Sciences New Zealand giải thích rằng sự khác nhau được biểu diễn so với chuẩn VPDB bằng đơn vị phần nghìn. Vì vậy, một đường biểu diễn đồng vị bổ sung thông tin về thành phần nguồn mà chỉ đo tổng nồng độ chưa cung cấp được.
Hồ sơ methane tại Baring Head bắt đầu từ năm 1989–1990; trạm Lauder đo khí này từ năm 2007. Arrival Heights ở Nam Cực thực hiện những phép đo tương tự, nhưng thưa hơn do khó khăn hậu cần. Với dữ liệu từng bình lấy mẫu, nhóm quan trắc làm trơn chuỗi bằng phương pháp phân rã theo mùa STL, rồi loại chu kỳ mùa để xem xu hướng dài hạn. Cách xử lý tách dao động theo mùa khỏi xu hướng dài hạn.
Một phép đo nồng độ toàn cầu cũng đòi hỏi xử lý thống nhất giữa nhiều địa điểm. NOAA xây dựng chuỗi methane từ các trạm lấy mẫu không khí trên biển, làm trơn dữ liệu từng trạm rồi tổng hợp theo vĩ độ. Giá trị được báo cáo là phần mol trong không khí khô: số phân tử methane chia cho tổng số phân tử sau khi loại hơi nước. Đơn vị ppb nghĩa là một phân tử methane trong một tỷ phân tử không khí, khác với khối lượng khí thải theo tấn.
Chuỗi NOAA cập nhật ngày 9/10 ghi mức tăng năm 2025 là 4,77 ± 0,43 ppb, sau khi bỏ chu kỳ mùa. Đây là thay đổi giữa đầu năm này và đầu năm tiếp theo, phản ánh cả lượng methane thêm vào lẫn bị loại khỏi khí quyển. NOAA lưu ý các giá trị mới nhất còn được hiệu chỉnh khi có thêm mẫu và kiểm tra chất lượng. Nồng độ tăng chậm hơn do đó vẫn có thể đi cùng thay đổi trong tỷ trọng từng nguồn phát thải.
Việc ghép hồ sơ đồng vị từ nhiều phòng thí nghiệm là một lớp kiểm tra khác. Bộ dữ liệu công khai phục vụ nghiên cứu PNAS về giai đoạn 2006–2023 kết hợp methane, đồng vị carbon và đồng vị hydro. Theo mô tả của nhóm tác giả do Ben Riddell-Young đứng tên đầu, chuỗi hydro trung bình toàn cầu được xây dựng từ phép đo năm 2005–2023 tại những trạm đón không khí đã hòa trộn, ít chịu ảnh hưởng của nguồn địa phương. Dữ liệu bao gồm các điểm ở Bắc Cực, Nam Cực và vùng nhiệt đới.
Những phép đo này ban đầu nằm trên thang hiệu chuẩn riêng của từng phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu quy về cùng thang bằng các độ lệch đã xác định qua so sánh liên phòng; giá trị độ lệch và sai số được ghi trong tài liệu kèm theo. Cách làm cho thấy truy nguồn methane cần đối chiếu cả dấu ấn phân tử và tính nhất quán của phép đo, thay vì chỉ xem một trạm.
Vệ tinh giúp đối chiếu lượng khí từ cháy
Các quan sát cháy rừng từ vệ tinh cung cấp một hướng đối chiếu. Nghiên cứu đăng trên Journal of Geophysical Research: Atmospheres ngày 8/8/2026 dùng thuật toán GBBEPx và công suất bức xạ của đám cháy để ước tính phát thải trong giai đoạn 2001–2023. Nhóm tác giả khai thác MODIS, đồng thời so sánh với cảm biến VIIRS nhằm kiểm tra khác biệt giữa thiết bị. Theo ước tính của nghiên cứu, cháy tại Canada năm 2023 phát ra khoảng 2,8 triệu tấn methane trong năm tháng từ tháng 5 đến tháng 9.
Độ phân giải ảnh và khoảng cách giữa các lượt vệ tinh đi qua khiến đám cháy nhỏ, ngắn có thể bị bỏ sót. Nhóm tác giả cũng lưu ý công suất bức xạ không tự xác định được đám cháy do con người hay sét gây ra. Vì thế, bộ ước tính này cung cấp quy mô và biến động phát thải, còn việc quy nguyên nhân cần dữ liệu bổ sung về địa điểm, thời điểm, hóa học hoặc khí tượng.
Một nghiên cứu riêng trên Nature Communications năm 2025 đi theo hướng suy ngược từ carbon monoxide, ký hiệu CO, đo bằng vệ tinh. Nhóm tác giả ghép kết quả suy ngược CO với tỷ lệ phát thải methane/CO, xây dựng từ 148 tập phép đo thực địa. Ước tính cho giai đoạn 2003–2020 là trung bình 24 triệu tấn methane từ cháy mỗi năm, với khoảng bất định 17,7–30,4 triệu tấn. Kết quả cao hơn trung bình của bốn mô hình phát thải được đem so sánh trong nghiên cứu.
Nhóm này cho rằng các đám cháy nhỏ chưa được nhận diện và cường độ phát thải chưa được mô tả đầy đủ có thể giải thích một phần chênh lệch. Họ kiểm tra tỷ lệ methane/CO bằng dữ liệu máy bay, nhưng thừa nhận phạm vi không gian, mùa quan trắc và số mẫu khói cháy than bùn còn hạn chế. Đây là phép ước tính cho giai đoạn lịch sử khác, không phải phép đếm methane của riêng các vụ cháy năm 2023–2024.
Phân biệt quan trắc và mô phỏng phản hồi
Cháy còn có thể ảnh hưởng tới thời gian methane tồn tại. Nghiên cứu Nature Geoscience công bố năm 2026 kết hợp mô hình cháy CESM-RESFire với mô hình vận chuyển hóa học GEOS-Chem để khảo sát các thập niên 2000 và 2050 dưới kịch bản khí hậu trung gian RCP4.5. Các khí phản ứng từ cháy, như CO và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, tiêu thụ gốc hydroxyl OH, vốn tham gia loại methane khỏi khí quyển. Tác động hóa học vì thế có thể cộng thêm vào lượng methane phát ra trực tiếp.
Trong mô phỏng ấy, các nguồn không phải cháy và điều kiện khí tượng được giữ ở mức thập niên 2000 để tách ảnh hưởng hóa học của cháy. Kết quả là một kịch bản về phản hồi trong tương lai, với độ bất định phụ thuộc mô hình, khác với hồ sơ quan trắc đồng vị vừa được công bố. Đến cuối giai đoạn quan trắc của phân tích Earth Sciences New Zealand, tỷ trọng dấu ấn cháy rừng đã gần trở lại mức năm 2023.