Khám phá phòng thí nghiệm sâu 2.500m dưới nước

Phòng thí nghiệm đại dương Laboratoire Sous-marin Provence Méditerranée (LSPM) nằm cách bờ biển thành phố Toulon (Pháp) 40km, ở độ sâu 2.500m.

Đây là phòng thí nghiệm dưới nước vận hành từ xa đầu tiên của châu Âu. LSPM do Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (CNRS) phối hợp với Đại học Aix-Marseille (AMU) và Viện Khoa học hải dương Pháp (IFREMER) điều hành.

Ảnh minh họa về phòng thí nghiệm dưới nước LSPM - (Ảnh: AGENCE OUVERTBOIRE).

Khám phá vũ trụ từ phòng thí nghiệm dưới nước

Hiện tại, trung tâm của LSPM bao gồm 3 hộp nối có khả năng cấp nguồn cho một số thiết bị và truy xuất dữ liệu.

Mỗi hộp dài 6m và cao 2m, được kết nối với hệ thống điện trên đất liền thông qua cáp quang điện dài 42km. Phần quang học của cáp này được sử dụng để thu thập dữ liệu từ các hộp nối.

Trong đó, 2 hộp nối dành riêng cho phần ORCA của kính viễn vọng Neutrino khối lập phương Kilomet (KM3NeT).

Module phát hiện quang học của kính viễn vọng Neutrino khối lập phương Kilomet (KM3NeT) - Ảnh: CNRS

ORCA bao gồm một mảng ba chiều gồm 2.070 quả cầu, mỗi quả cầu chứa 31 máy dò gọi là ống nhân quang. Những quả cầu này sẽ được sắp xếp trên 115 dây neo vào đáy đại dương và được giữ căng bằng các phao chìm. Hiện tại đã có cài đặt được 15 dây neo.

Cơ sở song sinh của ORCA là ARCA, nằm ngoài khơi bờ biển Sicily (Ý) ở độ sâu 3.400m.

“Những dãy máy dò khổng lồ này có thể phát hiện hạt hạ nguyên tử neutrino phát ra từ vũ trụ. Đây là những hạt cơ bản có nguồn gốc ngoài Trái đất có thể đi ngang qua hành tinh của chúng ta mà không va vào một nguyên tử nào.

Trong những trường hợp hiếm hoi các neutrino tương tác với các phân tử nước, chúng tạo ra một tia sáng hơi xanh trong bóng tối của vực thẳm đại dương. Việc phát hiện ánh sáng này cho phép đo hướng và năng lượng của neutrino”, ông Paschal Coyle - giám đốc nghiên cứu tại Centre de Physique des Particules de Marseille (Trung tâm vật lý hạt của Viện hạt nhân Marseille) và là giám đốc LSPM - nói với Trang Ars Technica.

Các công nhân triển khai hộp nối số 1 của trung tâm LSPM - Ảnh: ARS TECHNICA

Hộp nối thứ 3 được dành riêng cho các nghiên cứu khoa học biển.

Hộp có đường truyền Albatross, bao gồm hai dây cáp cảm ứng dài 1km được neo vào đáy đại dương. Các dây cáp này mang các cảm biến để đo nhiệt độ nước và dòng hải lưu, cũng như nồng độ oxy và độ pH.

Đo động đất, nghiên cứu sinh vật biển

Phòng thí nghiệm Geoazur, một viện khoa học Trái đất có trụ sở gần Cannes, đã phát triển một máy đo địa chấn băng thông rộng được đặt trong lớp trầm tích dưới đáy đại dương, cho phép thu thập dữ liệu địa chấn theo thời gian thực.

Bên cạnh máy ghi địa chấn, các nhà nghiên cứu Geoazur đã chuyển đổi một trong các sợi quang của cáp quang điện chính dài 42km thành một mảng khổng lồ các cảm biến âm thanh địa chấn.

Robot BathyBot hoạt động dưới đáy biển - (Ảnh: OSU PYTHÉOS)

Ông Anthony Sladen của Phòng thí nghiệm Geoazur cho biết: "mạng thủy tinh này gồm 6.000 cảm biến ảo có thể cung cấp dữ liệu về động đất và tiếng ồn dưới nước do tàu và sóng tạo ra trong thời gian thực".

Một thiết bị khác bao gồm một dãy ống nghe dưới nước có thể phát hiện và ghi lại âm thanh của cá voi và cá heo ở các tần số khác nhau. Dữ liệu sẽ giúp các nhà khoa học hiểu tần suất những loài cá voi lui tới địa điểm này, cũng như việc phát ra tiếng kêu của chúng.

Trong khi các thiết bị trên đang hoạt động, các thiết bị khác của phòng thí nghiệm, được lắp đặt dưới đáy đại dương, dự kiến sẽ hoạt động vào mùa hè này.

Nổi bật trong số đó là robot có tên BathyBot do Viện Hải dương học phát triển.

BathyBot có các cảm biến để đo nhiệt độ, oxy, nồng độ carbon dioxide; tốc độ, hướng hiện tại và nồng độ hạt neutrino.

Ngoài ra, robot này còn có máy quang phổ tia gamma để theo dõi mức độ phóng xạ và máy âm thanh nổi đơn photon để đo sự phát quang sinh học của các sinh vật sống dưới biển sâu.

Theo ông Coyle, biển sâu vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được biết nhiều, nên “việc lắp đặt LSPM có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về nhiều hiện tượng khác nhau của biển”.

Cập nhật: 05/04/2023 Tuổi Trẻ