Khám phá đại dương bằng công nghệ cao

Đại dương bao phủ hơn 70% diện tích trái đất. Cuộc sống trong các đại dương rất đa dạng, phong phú và có nhiều ảnh hưởng đến cuộc sống trên các đại lục. Do vậy, quan sát đại dương cũng được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm như việc nghiên cứu vũ trụ.

Với sự phát triển của các công nghệ mới cũng như của Internet, các nhà khoa học hy vọng sẽ có thể điều tra những tiến trình phức tạp xảy ra trên trái đất và trong đại dương, cũng như mối liên hệ giữa chúng với nhau.

Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (National Science Foundation – NSF) đang tài trợ cho các nhà hải dương học thực hiện một chương trình mới có tên là “Sáng kiến quan sát đại dương” (Ocean Observatories Initiative – OOI) trị giá 331 triệu đô-la để khảo sát các đại dương trên trái đất.

John R. Delaney (Ảnh: Nytime)

John R. Delaney, giáo sư hải dương học nổi tiếng của trường Đại học Washington, là giám đốc chương trình này. Ông cho biết đây là một nhiệm vụ trong chương trình Đại dương trên hành tinh (Planet Ocean) của Cơ quan Hàng không và Không gian Mỹ (National Aeronautics and Space Administration – NASA). OOI sẽ nghiên cứu các đại dương thông qua một hệ thống cáp liên kết với Internet, các người máy, thiết bị cảm biến thu thập dữ liệu và máy chụp ảnh độ phân giải cao được triển khai trong lòng đại dương. Ông Delaney hy vọng những thiết bị đầu tiên sẽ được lắp đặt vào năm 2009.

Mục tiêu chính của chương trình OOI là tìm hiểu kỹ hơn ảnh hưởng của các đại dương lên cuộc sống trên đất liền. OOI cũng nghiên cứu vai trò của đại dương trong việc lưu trữ carbon, sự thay đổi khí hậu trên toàn cầu, nguyên nhân của sóng thần, tương lai của các loài cá, và ảnh hưởng của nhiệt độ đại dương đối với thời điểm gieo trồng trong nông nghiệp. Các nhà hải dương học hy vọng họ sẽ có thể đưa ra các yêu cầu từ phòng làm việc của họ trên đất liền cho OOI thực hiện và tải về máy tính các kết quả, không phải tốn hàng tuần hay hàng tháng lênh đênh trên biển để thu thập dữ liệu như trước đây.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu sẽ có thể tập hợp nhanh chóng dữ liệu về nhiệt độ ở các vùng biển sâu của Đại Tây Dương, hoặc khảo sát sự thay đổi dòng chảy của biển khi một cơn bão lớn tiến gần vào vịnh Mexico. Alexandra Isern, Giám đốc về công nghệ của OOI, nhận định về chương trình này: “Tất cả thông tin được sẽ truyền tải trên Internet gần như theo thời gian thực. Điều này sẽ thực sự làm thay đổi không những cách làm việc của các nhà khoa học mà cả cách tìm hiểu thông tin của công chúng.”

OOI có ba phần chính:

1. Thiết lập một mạng lưới cáp ngầm nối liền các đáy biển trải dài qua nhiều khu vực địa

2. Tái định vị những phao có treo các thiết bị thu thập dữ liệu để có thể triển khai trong những môi trường khắc nghiệt như Nam Băng Dương.

3. Xây dựng hoặc củng cố các cơ sở hiện hữu để có thể mở rộng mạng lưới các trạm quan sát trên các vùng duyên hải.

Những thiết bị đầu tiên của chương trình Ocean Observatories Initiative sẽ được lắp đặt vào năm 2009. (Ảnh: Nytime.com)

Một số trạm thu thập dữ liệu sẽ được xây dựng riêng lẻ, xa bờ, phần lớn nằm trong vùng Bắc cực của Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Đây là vùng có những điều kiện thời tiết khắc nghiệt, rất khó cho các nhà khoa học làm việc trên tàu.

Trong hải phận của Mỹ, ở hai bờ Đông và Tây cũng sẽ có những hệ thống quan sát. Một hệ thống ở ngoài khơi Thái Bình Dương, thuộc bang Oregon, sẽ nghiên cứu sự dâng lên của nước biển – một hiện tượng dẫn đến sự xuất hiện những “vùng chết” của các sinh vật biển trong những mùa hè gần đây. Ở bờ Đông, ngoài khơi đảo Marthas Vineyard thuộc bang Massachusetts, một hệ thống tương tự sẽ được thiết lập dọc theo thềm lục địa để thu thập thông tin về bề mặt biển và đáy biển, nơi có những dòng hải lưu nóng chảy xuống từ Canada.

Tháng Tám vừa qua, Joint Oceanographic Institutions, đơn vị quản lý chương trình OOI, đã trao cho Viện Hải dương học Woods Hole (Woods Hole Oceanographic Institution – WHOI) ở bang Massachusetts 98 triệu đô-la để chủ trì việc triển khai hệ thống phao và quan sát, phối hợp với Viện Hải dương học Scripps của Đại học California ở San Diego và Trường Hải dương học và Khoa học khí quyển của Đại học Oregon.

Đơn vị này cũng sẽ chi khoảng 130 triệu đô-la để xây dựng một trạm quan sát cấp vùng với một hệ thống cáp ngầm đan chéo nhau trên khắp tầng kiến tạo Juan de Fuca, ngoài khơi bờ biển Tây Bắc nước Mỹ.

Nhiều nhà hải dương học nói OOI sẽ chuyển đổi hình thái hoạt động của ngành này. Oscar Schofield – một nhà sinh vật hải dương học tại Đại học Rutgers ở Newark, bang New Jersey, đang nghiên cứu vùng biển từ New Jersey cho đến phía Nam vịnh Chesapeake – nói: “Điều tuyệt vời về hải dương học là chúng ta vẫn còn đang ở trong giai đoạn thăm dò cơ bản. Chúng ta đã khám phá nhiều điều từ một trong những vùng biển đông dân cư nhất ở nước Mỹ. OOI sẽ đưa chúng ta lên một mức độ cao hơn, nơi mà bất kỳ nhà khoa học nào trên thế giới cũng sẽ có khả năng khảo sát bất kỳ đại dương nào.”

Các nhà khoa học khác tham gia chương trình OOI cũng dẫn chứng những công nghệ được cải tiến – từ việc mở rộng băng thông đến khả năng cung cấp điện liên tục bằng dây dẫn hay bằng năng lượng gió hay mặt trời cho các thiết bị ở sâu dưới biển hoạt động – như là những yếu tố thiết yếu nâng cao tính khả thi của chương trình này. Những mối quan tâm ngày càng cao của cộng đồng thế giới về việc trái đất ấm dần lên, giông bão và sự sống của các sinh vật biển cũng khiến cho OOI được chú ý nhiều hơn.

Một số chuyên gia hy vọng chương trình này sẽ được tài trợ nhiều hơn nữa để họ có thể thiết lập các hệ thống phao khảo sát gió mùa và các sự kiện khác ở Ấn Độ Dương. Giáo sư John A. Orcutt tại Viện Hải dương học Scripps, người đang điều khiển việc liên kết chương trình nghiên cứu mới này với Internet, tin rằng việc cung cấp liên tục các dữ liệu mới cho các nhà khoa học trên toàn thế giới, hay ngay cả cho các em thiếu niên đang truy cập YouTube, sẽ giúp tạo nên sự hỗ trợ để mở rộng dự án này trong tương lai.

Ông nói: “Chúng tôi muốn công chúng mục kích được các đại dương và đáy biển ngay bây giờ.”

William Yardley (Đăng Thiều dịch - Thời báo vi tính Sài Gòn)
William Yardley là Phóng viên của tờ New York Times.

Một số mục tiêu của chương trình Ocean Observatories Initiative

• Tiếp tục quan sát các đại dương một cách liên tục trong nhiều thập niên.
• Thu thập dữ liệu theo thời gian thực.
• Phân phối năng lượng cho các bộ cảm biến hoạt động ở đáy biển.
• Thiết lập giao thức chuẩn chi việc giao tiếp của các bộ cảm biến.
• Triển khai các thiết bị tự hành dưới nước để thu thập dữ liệu hoặc nạp năng lượng cho các thiết bị khác.
• Xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu để công chúng có thể truy cập được.

Nguồn: Joint Oceanographic Institutions