Thủy ngân có nguồn gốc từ súng đại bác và các chất nổ trong thời kỳ Chiến tranh Nha phiến và Chiến tranh Thế giới lần thứ hai đã để lại dấu vết hóa học trên cơ thể san hô ở khu vực Biển Đông.
Vào ngày 7 tháng 1 năm 1841, tàu sắt Nemesis chạy bằng hơi nước của Anh sử dụng súng đại bác phá hủy một con tàu Trung Quốc trong cuộc Chiến tranh Nha phiến (Thuốc phiện) lần thứ nhất – một cuộc xung đột thương mại giữa Trung Quốc và Anh. Phát súng đó cùng với những vụ nổ và loạt súng đại bác khác đã giải phóng kim loại thủy ngân độc hại vào không khí. Theo nghiên cứu đăng trên tạp chí Environmental Science & Technology, san hô ở Biển Đông có thể đã hấp thụ lượng thủy ngân phát ra, qua đó lưu giữ dấu tích của trận chiến trên và các cuộc chiến sau này trong khung xương của chúng.
Kết quả nghiên cứu cung cấp một cái nhìn mới về việc con người gây ô nhiễm đại dương trong suốt quá trình lịch sử, đồng thời giúp chúng ta hiểu rõ cách thức kim loại thủy ngân di chuyển trong bầu khí quyển của Trái đất ngày nay.
Khung xương cứng của san hô được tạo ra từ aragonite, một loại khoáng vật của canxi cacbonat. Khi san hô lớn lên, nó hút thêm canxi trong nước để xây dựng bộ xương. Các dải tăng trưởng hằng năm của san hô – cũng giống như vòng tăng trưởng của cây – có thể dùng để theo dõi lịch sử phát triển của sinh vật. Bởi vì một số chất ô nhiễm kim loại nhất định như chì và thủy ngân có khả năng thay thế canxi trong cấu trúc xương của san hô, do đó cơ thể san hô lưu trữ các kim loại trôi nổi trong nước biển.
Ruoyu Sun, nhà địa lý học tại Đại học Trent, Peterborough (Canada), và các cộng sự muốn tìm hiểu xem liệu san hô có phải là một đối tượng tốt để nghiên cứu ô nhiễm thủy ngân dưới biển hay không. Họ tiến hành phân tích mẫu lõi khoan san hô Porites lutea ở khu vực Biển Đông có độ tuổi khoảng 200 năm. Ban đầu, họ nghĩ rằng hàm lượng thủy ngân trong san hô sẽ có nhiều điểm tương đồng với hàm lượng thủy ngân thu thập từ các mẫu băng và than bùn ở những nơi khác trên thế giới: có xu hướng tăng dần theo thời gian do hoạt động khai thác mỏ, đốt than và sản xuất công nghiệp.
Tuy nhiên, kết quả họ thu được rất khác biệt. Trong phần lâu đời nhất của lõi khoan san hô [có niên đại từ năm 1800 đến năm 1830], hàm lượng thủy ngân thấp và tương đối ổn định. Nhưng ở phần cơ thể san hô phát triển sau đó khoảng 170 năm, lượng thủy ngân hấp thụ vào khung xương tăng vọt liên tục, đôi khi đạt nồng độ cao hơn so với mức trung bình từ 4 đến 12 lần.
Những lần thủy ngân tăng đột ngột trong thành phần cấu tạo của san hô tại Biển Đông trùng khớp với thời điểm xảy ra một số cuộc chiến tranh dữ dội ở Trung Quốc cách đó không xa, bao gồm cuộc Chiến tranh Nha phiến lần thứ nhất (1839 – 1842), Chiến tranh Nha phiến lần thứ hai (1856 – 1860) và Chiến tranh Thế giới lần thứ hai.
“Trước đây, chúng tôi chưa từng nghĩ rằng thủy ngân sẽ đến từ các cuộc chiến, nhưng chúng tôi có thể giải thích tại sao điều này xảy ra”, Sun cho biết. Thủy ngân được sử dụng trong quá trình sản xuất vũ khí và chất nổ. Do đó, súng đại bác và bom mìn khi phát nổ sẽ giải phóng thủy ngân vào không khí. Nếu nguyên tố thủy ngân trong khí quyển bắt gặp các hóa chất có khả năng tham gia phản ứng cao như brom, chúng sẽ kết hợp lại để hình thành nên các phân tử mà giới khoa học gọi là thủy ngân khí phản ứng (RGHg). Những phân tử này sau đó chìm xuống đại dương và bị san hô hấp thụ và lưu trữ trong khung xương.
Hannah Horowitz, nhà hóa học tại Đại học Harvard (Mỹ), cho biết kết quả nghiên cứu của Sun và cộng sự phù hợp với bức tranh mới nổi về cách thức tồn tại và biến đổi của thủy ngân trong bầu khí quyển Trái đất. Trước đây, người ta cho rằng thủy ngân là hóa chất có thời gian tồn tại khá lâu và có khả năng di chuyển rất xa, khi nó trôi nổi trong bầu khí quyển từ một năm trở lên. Tuy nhiên, các tác động của thủy ngân đang ngày càng được coi là mang tính cục bộ [địa phương] nhiều hơn.
“Chúng tôi đang xem xét lại khả năng thủy ngân tồn tại trong bầu khí quyển chỉ khoảng vài tháng”, Horowitz nói. “Điều đó giải thích lý do tại sao thủy ngân có nguồn gốc từ hoạt động khai thác mỏ và sản xuất công nghiệp ở phương Tây có thể không đến được Biển Đông.”
Thành phần hóa học của san hô ở Biển Đông không chỉ phản ánh những thay đổi khí hậu trong hàng nghìn năm qua, nó còn lưu giữ dấu tích của hai cuộc Chiến tranh Nha phiến vào thế kỷ 19 và cuộc Chiến tranh thế giới lần thứ hai.
Ruoyu Sun, nhà địa lý học tại Đại học Trent, Peterborough (Canada).
“Việc nhìn thấy dấu ấn của các cuộc chiến tranh trong cơ thể san hô không phải là bất khả thi, nhưng nó đòi hỏi lượng thủy ngân đầu vào rất lớn theo thời gian”, Carl Lamborg, nhà hóa học tại Đại học California, Santa Cruz (Mỹ), nhận định. Vấn đề khác cần quan tâm là san hô có thể không hấp thụ thủy ngân với tốc độ cố định. Điều này nghĩa là hàm lượng thủy ngân trong các bộ xương san hô sẽ không phản ánh chính xác nồng độ thủy ngân trong nước biển.
“Nghiên cứu về cách thức san hô hấp thụ thủy ngân vẫn còn ở trong giai đoạn đầu. Nhưng cách giải thích của nhóm nghiên cứu có vẻ hợp lý hơn những cách giải thích khác”, Lamborg nói.
Đây không phải là nghiên cứu cuối cùng của Sun và các đồng nghiệp về vấn đề này. Để củng cố mối liên hệ giữa hàm lượng thủy ngân trong đại dương với những cuộc chiến tranh, Sun dự định sẽ phân tích các đồng vị thủy ngân cụ thể lưu trữ trong khung xương của san hô. “Các nguồn phát thải hơi thủy ngân vào trong khí quyển bao gồm núi lửa, hoạt động đốt than và chất nổ chứa tỷ lệ các đồng vị thủy ngân khác nhau”, Sun nói. “Thủy ngân lỏng có nguồn gốc từ cinnabar – khoáng vật được sử dụng để sản xuất nhiều chất nổ trong thế kỷ 19 – cũng có thể bị san hô hấp thụ.”