Đại dương này hấp thụ khoảng 12% tổng lượng carbon dioxide do con người tạo ra mỗi năm, nhưng dù có tầm quan trọng lớn trong việc điều hòa khí hậu Trái đất, nhưng nó vẫn chưa được khoa học nghiên cứu.
Nhà thám hiểm và nhà môi trường người Pháp Jean-Louis Etienne đã dành 10 năm để thiết kế một con tàu khoa học có khả năng vượt qua sóng và gió kinh hoàng ở Nam Đại Dương. Phòng thí nghiệm nổi của ông có tên Polar Pod.
Nó sẽ cao 100 mét và nặng 1.000 tấn. Cấu trúc này sẽ được kéo theo chiều ngang từ bờ biển phía Đông Nam Phi tới dòng chảy mạnh bao quanh Nam Cực. Sau đó, Polar Pod sẽ “lật” theo phương thẳng đứng khi bể nước biển nặng 150 tấn của nó được lấp đầy.
Lắng nghe đại dương
Ông Etienne giải thích, kế hoạch của Polar Pod là “đi quanh” Nam Cực 2 lần trong 3 năm và thu thập dữ liệu về cách con người đã tác động đến Nam Đại Dương. Trong khi trọng tâm chính là đo khả năng hấp thụ carbon dioxide (CO2) của đại dương, Polar Pod sẽ được trang bị các cảm biến để đo nồng độ axit, động lực của sóng và những thứ khác.
“Khu vực nước lạnh quanh Nam Cực là bể chứa carbon đại dương lớn nhất hành tinh, nhưng chúng ta không biết khả năng hấp thụ CO2 của nó thay đổi như thế nào trong suốt năm. Sự ổn định của Polar Pod sẽ giúp các nhà khoa học có được thông tin này” – ông Etienne nói.
Polar Pod sẽ im lặng và sử dụng micro dưới nước để ghi lại đặc điểm “âm thanh” của các sinh vật biển khác nhau, từ nhuyễn thể đến cá voi và thực hiện điều tra sinh vật biển. Ông Etienne có kế hoạch cho Polar Pod giúp hiệu chỉnh vệ tinh cho NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu.
6 máy phát điện năng lượng gió sẽ cung cấp năng lượng cho các cảm biến và phòng thí nghiệm trên Polar Pod, đồng thời dữ liệu được truyền tới các nhà nghiên cứu trong thời gian thực. Nhóm cũng có kế hoạch truyền các chương trình phát sóng trực tiếp và các bài học từ Polar Pod.
Lúc nào cũng sẽ có 8 người trên phòng thí nghiệm nổi này, 4 thủy thủ được giao nhiệm vụ điều hướng, 3 nhà khoa học và 1 đầu bếp. Hai tháng một lần, Polar Pod sẽ được một con tàu mang đồ tiếp tế và một thủy thủ đoàn mới thay thế, có thể bao gồm chính ông Etienne.
Vị bác sĩ kiêm nhà thám hiểm 74 tuổi này từng thực hiện nhiều chuyến đi đến các vùng cực xa xôi. Năm 1986, dùng xe trượt tuyết du hành một mình tới Bắc Cực và băng qua Bắc Băng Dương bằng khinh khí cầu vào năm 2010.
Việc xây dựng Polar Pod vẫn chưa bắt đầu nhưng nó sẽ được chính phủ Pháp tài trợ. Tổ chức hải dương học của Pháp là Ifremer sẽ đưa hợp đồng tạo dựng phòng thí nghiệm này ra đấu thầu.
Những “người đồng hành”
Polar Pod sẽ không phải là cấu trúc duy nhất nổi ở Nam Đại Dương. 6 năm qua, Dự án Mô hình và Quan sát Khí hậu, Carbon Nam Đại Dương (SOCCOM) đã triển khai 200 phao robot với các cảm biến tiên tiến để đo oxy, ánh sáng Mặt trời, chất diệp lục, nitrat và axit.
Những chiếc phao này trông giống những ống chứa khí và hoạt động như những tàu ngầm đang trôi dạt. Chúng nằm ở độ sâu 1.000 mét và cứ 10 ngày lại chìm xuống 2.000 mét để làm báo cáo, nổi lên mặt nước và truyền dữ liệu cho các nhà khoa học. Trước khi có dự án SOCCOM, Nam Đại Dương “gần như chưa được khám phá” – nhà hải dương học và khoa học khí hậu Joellen Russell của ĐH Arizona cho biết.
“Cứ 8 phân tử CO2 được đưa vào khí quyển sẽ có 1 phân tử được đại dương xung quanh Nam Cực hấp thụ trong vòng 1 năm. Đây là đại dương để nghiên cứu và là thành phần quan trọng của hệ thống khí hậu Trái đất” – ông nói và cho biết Nam Đại Dương vẫn chưa được nghiên cứu kỹ vì nó ở xa và rất nguy hiểm.
Mặc dù, các phao nổi robot nằm rải rác trên Nam Đại Dương, việc một con tàu neo đậu ở đây là một thách thức với dòng hải lưu ở Nam Cực, nó có thể bị hư hại hay bị xé toạc vào mùa đông.
Hiểu thêm về CO2 trong đại dương
Polar Pod đóng vai trò quan trọng khi tăng sự hiểu biết của chúng ta về lượng CO2 trong đại dương – nhà sinh hóa đại dương Peter Landschutzer của Viện Khí tượng Max Planck, Đức giải thích.
Theo ông Landschutzer, Polar Pod có thể cung cấp thông tin chi tiết hơn về chu trình carbon vì nó có cả cảm biến CO2 trong nước biển và hệ thống thông lượng xoáy – một công cụ chuyên dụng để đo CO2 và nhiệt đang được truyền giữa bầu khí quyển và đại dương. Việc đo lượng CO2 trao đổi giữa khí quyển và đại dương trực tiếp và gián tiếp đều có lợi ích to lớn.
Tuy nhiên, bà Russell lo rằng con tàu có thể không đủ vững chắc để đối mặt với điều kiện khắc nghiệt, đặc biệt là vào mùa đông. Khi nó gặp trở ngại, sự trợ giúp sẽ phải mất vài ngày hoặc vài tuần.
Ngoài việc cung cấp dữ liệu quan trọng, ông Etienne cho biết, sứ mệnh của Polar Pod còn là một cách thú vị để gây chú ý đến tác động tàn phá của sự nóng lên toàn cầu ở vùng cực. “Chúng tôi sẽ là giáo viên của lớp học từ xa, rất xa” – ông nói.
