Nghiên cứu mới do nhà khoa học Sandro Vattioni và đồng sự tại Viện Kỹ thuật liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) thực hiện đã sử dụng siêu máy tính để mô phỏng đặc tính hóa học và vật lý của 7 loại vật liệu tiềm năng, bao gồm dioxide lưu huỳnh, nhôm oxit, calcite, silicon carbide và bụi kim cương trong làm mát Trái đất.
Kết quả cho thấy, bụi kim cương vượt trội về khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời, thời gian lơ lửng trong không khí và mức độ an toàn đối với tầng ozone cũng như hệ sinh thái.

Phun bụi kim cương vào tầng bình lưu được xem là giải pháp làm mát Trái đất tiềm năng, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm trước khi áp dụng. Ảnh: PNGTree.
Trên thực tế, ý tưởng làm mát Trái đất bằng cách phản xạ ánh sáng mặt trời ra không gian, được gọi là địa kỹ thuật mặt trời (solar geoengineering), đã được đề xuất từ lâu. Vật liệu được nghiên cứu phổ biến nhất là khí dioxide lưu huỳnh (SO2), lấy cảm hứng từ hiệu ứng làm mát sau các vụ phun trào núi lửa. Tuy nhiên, SO2 gây ra nhiều hệ lụy như mưa axit, suy giảm tầng ozone và làm biến đổi các hệ thống khí quyển.
Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu của ông Vattioni đã thử nghiệm với bụi kim cương nhân tạo, vốn không tạo mưa axit, không phá hủy tầng ozone và không làm nóng tầng bình lưu. Mô hình cho thấy, việc phun 5 triệu tấn bụi kim cương mỗi năm có thể giúp giảm nhiệt độ toàn cầu tới 1,6 độ C, mà không gây ra những tác động phụ nguy hiểm như SO2.
Tuy nhiên, giá thành bụi kim cương cao gấp hàng nghìn lần lưu huỳnh, chưa kể đến việc phải xây dựng đội máy bay chuyên dụng có khả năng hoạt động ở tầng bình lưu. Do đó, chi phí thực hiện ước tính lên tới 2.600 tỷ USD mỗi năm. Tổng chi phí có thể vượt quá 200.000 tỷ USD từ nay đến cuối thế kỷ.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng đặc tính vật lý của hạt sol khí đóng vai trò then chốt trong hiệu quả làm mát. Những hạt quá nặng hoặc có xu hướng kết tụ sẽ rơi nhanh khỏi tầng bình lưu, làm giảm khả năng phản xạ ánh sáng. Trong số các vật liệu thay thế, calcite, một khoáng chất phổ biến trong tự nhiên, cũng cho thấy hiệu quả tương đối cao với chi phí thấp hơn.
Dù kết quả rất tiềm năng, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng đây không phải là giải pháp thay thế cho việc cắt giảm phát thải khí nhà kính, mà chỉ nên xem là phương án dự phòng trong tương lai. Những lo ngại về rủi ro địa chính trị, tác động sinh thái và khả năng làm trì hoãn nỗ lực khí hậu toàn cầu vẫn là các vấn đề lớn cần được xem xét kỹ lưỡng trước khi áp dụng.