Thiết bị lặn không người lái đầu tiên theo dõi CO2 trong lòng đại dương

Được triển khai ở vịnh Alaska vào mùa Xuân năm nay để khám phá những điều mới mẻ về môi trường hóa học của đại dương trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thiết bị tự hành này có thiết kế đặc biệt để lặn sâu 1.000 mét và "chu du" tới những vùng xa xôi trong lòng biển. Thiết bị này được kỳ vọng sẽ mang lại bước tiến quan trọng trong việc giám sát khí thải gây hiệu ứng nhà kính ở đại dương, bởi cho đến nay, việc đo nồng độ CO2 - một phương pháp định lượng axit hóa đại dương - chủ yếu được thực hiện thông qua các con tàu, phao và mỏ neo chốt dưới đáy đại dương.

Ông Andrew McDonnell, một nhà hải dương học tại trường Thủy sản và Khoa học Đại dương thuộc Đại học Alaska Fairbanks, cho biết: "Axit hóa đại dương là một quá trình mà con người thải CO2 vào khí quyển thông qua các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch và thay đổi mục đích sử dụng đất".

Các đại dương đã dành sự ưu ái cho con người khi chủ động tiếp nhận một lượng đáng kể khí CO2. Nếu không, lượng CO2 trong khí quyển sẽ còn nhiều hơn nữa và làm Trái Đất tăng nhiệt nhanh hơn. Mặc dù vậy, Claudine Hauri - nhà hải dương học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Bắc Cực quốc tế tại Đại học Alaska Fairbanks - cho biết: "Nhưng vấn đề là hiện nay môi trường hóa học ở đại dương đang thay đổi do sự hấp thụ này".

Các nghiên cứu cho thấy quá trình axit hóa đại dương có thể gây hại và giết chết một số sinh vật biển nhất định. Trong khi đó, độ chua gia tăng tại các đại dương gây ảnh hưởng đến quá trình hình thành vỏ của một số sinh vật biển, khiến các sinh vật này có thể bị chết đi hoặc trở nên dễ bị tổn thương hơn trước những kẻ săn mồi.

Trong nhiều tuần qua, ông Andrew McDonnell và vợ là bà Hauri McDonnell đã làm việc với các kỹ sư thuộc công ty Tư vấn và Cung ứng dịch vụ Du lịch Cộng hòa Cyprus - đơn vị cung cấp tàu lặn và 4H-Jena - một công ty của Đức cung cấp cảm biến lắp vào các tàu lặn không người lái.

Mỗi ngày họ lại đưa tàu lặn tiến xa hơn vào vịnh Resurrection từ điểm xuất phát là cộng đồng ven biển thuộc Seward, nhằm tiến hành các cuộc thử nghiệm. Sau khi được lập trình, thiết bị sẽ tự di chuyển theo các chỉ dẫn điều hướng, biết khi nào cần lấy mẫu và khi nào thì nổi lên và gửi tín hiệu định vị về tàu để được vớt lên. Khi kết thúc hành trình, thiết bị nặng 59kg này lại được kéo trở lại lên tàu, tháo cảm biến và các dữ liệu được tải về máy chủ để hỗ trợ việc phân tích.

Cảm biến có chiều dài 0,30 mét với đường kính 15,24 cm giống như một phòng thí nghiệm trong một đường ống, với máy bơm, van và màng di chuyển để tách khí khỏi nước biển. Cảm biến phân tích CO2 và ghi nhật ký và lưu trữ dữ liệu bên trong một hệ thống được kiểm soát nhiệt độ. Nhiều thành phần cảm biến này sử dụng năng lượng pin.

Theo ông Richard Feely - nhà khoa học cấp cao làm việc tại Cơ quan Quản lý đại dương và khí quyển quốc gia tại Phòng thí nghiệm Môi trường Thái Bình Dương, những tác động axit hóa đã được ghi nhận tại Tây Bắc Thái Bình Dương đối với hàu, cua Dungeness và nhiều loài sinh vật khác. Trước đó, các nhà khoa học Canada cũng đã gắn một cảm biến CO2 nguyên mẫu nhỏ hơn vào một thiết bị không người lái ở biển Labrador, song kết luận rằng thiết bị này chưa đáp ứng được các mục tiêu quan sát axit hóa đại dương.

Mục tiêu của ông Andrew McDonnell và cộng sự là sẽ có một hạm đội lặn hoạt động tại tất cả các đại dương trên toàn cầu trong tương lai, qua đó cung cấp những đánh giá sát thực tế hơn, đồng thời có thể dự đoán tương lai một cách tốt hơn.