Nhiều thế kỷ qua, con người đã khám phá vô số những ngọn núi, khu rừng và hoang mạc. Tuy nhiên, thứ bao phủ hơn 70% diện tích Trái đất lại là đại dương vẫn là một bí ẩn lớn đối với chúng ta. Trên thực tế, chúng ta biết về bề mặt sao Hoả còn nhiều hơn những gì chúng ta biết về đại dương trên Trái đất này. Hiện chúng ta chỉ mới khám phá được khoảng 20% diện tích của đại dương.
Việc có được bức tranh toàn cảnh về đại dương giúp chúng ta định hướng tàu thuyền an toàn hơn, tạo ra nhiều hình mẫu khí hậu, đặt đường cáp ngầm, xây dựng các trang trại điện gió dọc bờ biển và bảo vệ các loài sinh vật biển – tất cả những điều đó đều nằm trong dự án có tên “nền kinh tế biển” trị giá 3 triệu tỷ USD vào năm 2030.
Có được bức tranh toàn cảnh về đại dương giúp chúng ta định hướng tàu thuyền an toàn hơn.
Những robot tự động được lắp đặt cảm biến cho phép thu thập các dữ liệu nhanh chóng hơn và chi phí thấp hơn bao giờ hết. Nhưng nhiều loại phương tiện dạng này hoạt động dựa trên pin và thời lượng sử dụng thì có hạn, chúng cần phải quay trở lại tàu hoặc bờ biển để sạc lại. Do vậy, việc sử dụng những phương tiện này khá khó khăn ở những vùng biển xa khơi.
Seatrec, một start-up đã được 5 năm tuổi được thành lập bởi nhà hải dương học Yi Chao, đã chinh phục thử thách này. Trả lời tờ CNN, ông Chao cho biết khi còn làm việc cho NASA, ông đã phát triển công nghệ sạc cho những con robot trên biển bằng cách tận dụng “sự thay đổi nhiệt độ tự nhiên” của đại dương.
Xanh hơn – rẻ hơn
Bộ nguồn có thể lắp đặt ngay trên những con robot thu thập dữ liệu, hoặc trên tàu của Seatrec, và chúng có thể sử dụng hệ thống sonar để vẽ lại bản đồ xung quanh. Sau đó, robot sẽ quay trở lại mặt biển và gửi dữ liệu về trung tâm thông qua vệ tinh.
Tàu của Seatrec sử dụng sự biến đổi nhiệt độ của đại dương để tạo ra nguồn năng lượng hoạt động. (Ảnh: CNN).
Khi tàu di chuyển giữa những vùng biển lạnh và ấm trên đại dương, vật liệu bên trong hệ thống năng lượng sẽ tan ra hoặc đông lại, tạo thành áp suất, rồi chuyển hoá thành nhiệt lượng và tạo ra nguồn điện cho robot hoạt động.
“Chúng được sạc bởi đại dương, vì vậy thời gian hoạt động của chúng được mở rộng gần như vô hạn”, ông Chao cho biết.
Mỗi tàu nghiên cứu với trang bị cơ bản có chi phí khoảng 20.000 USD. Khi lắp đặt thêm hệ thống năng lượng của Seatrec sẽ tốn thêm khoảng 25.000 USD nữa, ông Chao cho biết.
Nhưng đổi lại là khả năng tiếp cận nguồn năng lượng tái tạo miễn phí và mang lại khả năng hoạt động trên biển lâu dài hơn, mang lại lượng dữ liệu lớn với chi phí rẻ hơn 5 lần trong mỗi chuyến ra khơi dài ngày, ông Chao chia sẻ.
Ông cho biết mỗi năm, start-up của ông sản xuất ít hơn 100 bộ thiết bị, chủ yếu là phục vụ các công trình nghiên cứu trên biển, nhưng công nghệ này hoàn toàn có thể mở rộng quy mô ứng dụng. Hệ thống tạo năng lượng của Seatrec cũng có thể trang bị bổ sung lên những thiết bị vẽ bản đồ hiện có để mở rộng tầm hoạt động của chúng.
Đẩy nhanh tiến độ
Theo Jamie McMichael-Phillips, giám đốc Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030 Project, cho biết công nghệ mới có thể giúp các thiết bị thu thập dữ liệu tiếp cận đến những khu vực xa xôi giữa đại dương để vẽ bản đồ.
“Một trong những thách thức lớn mà chúng ta phải đối mặt chỉ đơn thuần là vấn đề về vật lý”, ông McMaichael-Phillips cho biết. “Khi vẽ bản đồ trên cạn, chúng ta có thể sử dụng máy ảnh [hoặc] vệ tinh, nhưng với đại dương, ánh sáng không thể xuyên qua cột nước. Vì vậy, việc sử dụng hệ thống sonar rất hạn chế”.
Dự án Seabed 2030 Project được triển khai từ năm 2017 giúp nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của đáy biển, và đặt ra những mục tiêu rõ ràng cho các nhà nghiên cứu và các công ty trong lĩnh vực này hướng đến: hoàn thành tấm bản đồ đáy biển vào cuối thập kỷ này.
Một vài công ty, như XOCEAN, thực hiện khám phá đại dương từ mặt biển. Một start-up khác, là Bedrock Ocean Exploration, cho biết họ có thể hoàn thành khảo sát vùng đáy biển nhanh hơn gấp 10 lần so với phương pháp truyền thống bằng cách sử dụng tàu ngầm tự động chạy bằng điện với hệ thống sonar, máy ảnh và laser; sau đó, dữ liệu sẽ được phân tích trên nền tảng đám mây của Bedrock.
Bedrock Ocean Exploration sử dụng tàu ngầm tự động chạy bằng điện với hệ thống sonar, máy ảnh và laser. (Ảnh: CNN).
Thách thức trước mắt
Mặc cho số lượng công nghệ phục vụ công tác vẽ bản đồ đáy biển ngày càng gia tăng, thì việc hoàn thành tấm bản đồ này vẫn còn những thách thức khác về khả năng hậu cần và tài chính.
Ông Chao ước tính sẽ cần khoảng 3.000 tàu của Seatrec hoạt động trong 10 năm tới để có thể khảo sát toàn bộ đại dương. Seatrec cũng đã nâng vốn đầu tư lên 2 triệu USD để mở rộng sản xuất hệ thống năng lượng của mình.
Tuy vậy, đây cũng chỉ là số vốn ít ỏi để có thể khám phá toàn bộ đại dương. Ước tính việc khảo sát “sẽ cần đâu đó khoảng 3 đến 5 tỷ USD”, ông McMicheal-Phillips cho biết – “cũng tương đương với khoản tiền cần có để thực hiện một sứ mệnh trên Sao Hoả”.
DiMare, đến từ công ty Bedrock, tin rằng đã đến lúc chúng ta cần đầu tư vào hành tinh chính chúng ta đang sinh sống.
“Nếu chúng ta muốn tiếp tục giữ Trái đất là nơi loài người có thể sinh sống, chúng ta cần phải hiểu biết hơn nữa về những gì đang diễn ra trên hành tinh này”, anh nói.