Những cây ăn quả này biến CO₂ thành đá – và có thể cứu hành tinh
Theo Hiệp hội Địa hóa học Châu Âu
Một số cây sung không chỉ ra quả mà còn tạo ra đá. Bằng cách chuyển đổi carbon dioxide thành canxi cacbonat, chúng có thể cung cấp một cách mạnh mẽ và lâu dài để giữ lại carbon. Nguồn: Shutterstock
Trong một bước ngoặt đáng ngạc nhiên của tự nhiên, một số cây sung ở Kenya không chỉ ra quả mà còn thu giữ carbon dioxide từ không khí và biến nó thành đá.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng những cây này có thể hình thành các lớp trầm tích giống như đá vôi trong thân cây và đất xung quanh, khóa carbon ở dạng cực kỳ bền. Con đường carbon ít được biết đến này, trước đây chủ yếu được nghiên cứu ở những cây không phải cây ăn quả, có thể cung cấp một công cụ tự nhiên mạnh mẽ trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu, đặc biệt là nếu được mở rộng thông qua nông lâm kết hợp.
Phát hiện ra cây sung làm đá
Nghiên cứu mới cho thấy một số cây sung ở Kenya có khả năng đáng chú ý: chúng có thể hấp thụ carbon dioxide (CO2) từ không khí và khóa nó lại bằng cách hình thành canxi cacbonat—về cơ bản là tạo ra đá bên trong thân cây và trong đất xung quanh.
Nghiên cứu này, do một nhóm các nhà khoa học từ Kenya, Hoa Kỳ, Áo và Thụy Sĩ dẫn đầu, đang được trình bày tại hội nghị địa hóa học Goldschmidt ở Prague.
Những cây này nằm trong số những loài cây ăn quả đầu tiên được biết đến sử dụng một quá trình gọi là con đường oxalat-cacbonat. Điều này có nghĩa là chúng không chỉ lưu trữ cacbon theo cách mà hầu hết các loài cây khác làm - bằng cách phát triển gỗ và lá - mà chúng còn khóa cacbon vào dạng khoáng chất rắn, sâu trong thân cây và trong đất xung quanh chúng.
Giải thích về con đường cacbon ẩn
Tất cả các loài cây đều sử dụng quá trình quang hợp để kéo CO2 từ không khí và biến nó thành chất hữu cơ như gỗ, lá và rễ. Đó là lý do tại sao rừng thường được coi là giải pháp khí hậu tự nhiên.
Nhưng một số loài cây còn tiến xa hơn một bước nữa. Chúng sử dụng CO2 để tạo ra các tinh thể nhỏ gọi là canxi oxalat. Khi một số bộ phận của cây chết và phân hủy, vi khuẩn và nấm sẽ chuyển đổi các tinh thể này thành canxi cacbonat. Khoáng chất này không chỉ lưu trữ carbon lâu hơn nhiều so với chất hữu cơ mà còn làm cho đất xung quanh cây có tính kiềm và giàu dinh dưỡng hơn.
Cây sung ở Châu Phi. Nguồn: Mike Rowley
Tiến sĩ Mike Rowley, giảng viên cao cấp tại Đại học Zurich (UZH) đang trình bày nghiên cứu tại hội nghị Goldschmidt. Ông cho biết: “Chúng ta đã biết về con đường cacbonat oxalate trong một thời gian, nhưng tiềm năng cô lập carbon của nó vẫn chưa được xem xét đầy đủ. Nếu chúng ta trồng cây để làm nông lâm kết hợp và khả năng lưu trữ CO2 dưới dạng carbon hữu cơ của chúng, đồng thời sản xuất thực phẩm, chúng ta có thể chọn những loại cây mang lại lợi ích bổ sung bằng cách cô lập carbon vô cơ dưới dạng canxi cacbonat”.
Hiểu biết về máy gia tốc và vai trò của vi khuẩn
Nhóm nghiên cứu đến từ UZH, Đại học Kỹ thuật Nairobi của Kenya, Rừng Sadhana, Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, Đại học California, Davis và Đại học Neuchatel đã nghiên cứu ba loài cây sung được trồng ở Quận Samburu, Kenya. Họ xác định được canxi cacbonat hình thành cách xa cây bao nhiêu và xác định các cộng đồng vi khuẩn tham gia vào quá trình này. Sử dụng phân tích synchrotron tại Nguồn sáng bức xạ synchrotron Stanford, họ phát hiện ra rằng canxi cacbonat được hình thành cả ở bên ngoài thân cây và sâu hơn bên trong gỗ.
Tiến sĩ Rowley giải thích: “Khi canxi cacbonat được hình thành, đất xung quanh cây trở nên kiềm hơn. Canxi cacbonat được hình thành cả trên bề mặt cây và bên trong các cấu trúc gỗ, có khả năng là do các vi sinh vật phân hủy các tinh thể trên bề mặt và cũng thâm nhập sâu hơn vào cây. Điều này cho thấy cacbon vô cơ đang được cô lập sâu hơn bên trong gỗ so với những gì chúng ta đã nhận ra trước đây”.
Trong số ba loại cây sung được nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện ra rằng Ficus wakefieldii là loại cây hiệu quả nhất trong việc cô lập CO2 dưới dạng canxi cacbonat. Hiện tại, họ đang có kế hoạch đánh giá tính phù hợp của cây đối với nông lâm kết hợp bằng cách định lượng nhu cầu nước và năng suất quả của cây và bằng cách phân tích chi tiết hơn về lượng CO2 có thể được cô lập trong các điều kiện khác nhau.
Lời hứa về nông lâm kết hợp và hiệu suất của cây vả
Hầu hết các nghiên cứu về con đường oxalat-cacbonat đều được thực hiện ở môi trường sống nhiệt đới và tập trung vào những cây không tạo ra thức ăn. Cây đầu tiên được xác định là có con đường oxalat-cacbonat hoạt động là Iroko (Milicia excelsa). Cây này có thể cô lập một tấn canxi cacbonat trong đất trong suốt vòng đời của nó.
Canxi oxalat là một trong những khoáng chất sinh học dồi dào nhất và các tinh thể được tạo ra bởi nhiều loại cây. Các vi sinh vật chuyển đổi canxi oxalat thành canxi cacbonat cũng rất phổ biến.
Mở khóa giải pháp cho cây toàn cầu
Tiến sĩ Rowley giải thích: "Dễ dàng xác định canxi cacbonat hơn trong môi trường khô hơn". "Tuy nhiên, ngay cả trong môi trường ẩm ướt hơn, carbon vẫn có thể được cô lập. Cho đến nay, nhiều loài cây đã được xác định có thể tạo thành canxi cacbonat. Nhưng chúng tôi tin rằng vẫn còn nhiều loài khác nữa.
có nghĩa là con đường oxalat-cacbonat có thể là một cơ hội quan trọng, chưa được khai thác để giúp giảm thiểu lượng khí thải CO2 khi chúng ta trồng cây lâm nghiệp hoặc cây ăn quả.”
Cuộc họp: Goldschmidt 2025
Hội nghị Goldschmidt là hội nghị địa hóa học hàng đầu thế giới. Đây là đại hội chung của Hiệp hội Địa hóa học Châu Âu và Hiệp hội Địa hóa học (Hoa Kỳ) và dự kiến có 4000 người tham dự. Hội nghị diễn ra tại Prague, Cộng hòa Séc, từ ngày 6 đến ngày 11 tháng 7 năm 2025.
