Vụ nổ giúp đo điểm sâu nhất dưới đáy đại dương

Một thiết bị khoa học đổ sụp xuống biển, tạo thời cơ cho những nhà nghiên cứu thống kê giám sát đúng chuẩn độ sâu của vực thẳm Challenger Deep .Thiết bị Deep Sound Mark II được thả xuống nước. Ảnh: Dieter BevansThiết bị Deep Sound Mark II được thả xuống nước. Ảnh : Dieter BevansNgồi trên tàu R.V. Falkor vào tháng 12/2014, David Barclay nghe thấy âm thanh truyền qua tai nghe gắn vào ống thu thanh dưới nước ở đầu tàu. Tâm trí ông lóe lên hình ảnh hai thiết bị khoa học chìm dần xuống nước, rơi xuống vực thẳm Challenger ở Thái Bình Dương. Địa điểm này nằm ở độ sâu gần 11 km bên dưới những con sóng, hơn 1,6 km so với độ cao của núi Everest, được xem là điểm sâu nhất dưới đại dương .

Hai thiết bị nằm trong nghiên cứu của Barclay nhằm tạo ra một phương pháp gọn nhẹ và ít tốn kém để ghi lại âm thanh thiên nhiên dưới nước, dự án ông bắt tay thực hiện từ khi là nghiên cứu sinh cao học ở Viện Hải dương học Scripps. Nghiên cứu âm thanh của biển không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ cấu trúc đại dương mà còn giúp thu nhiều giai điệu đặc biệt từ cá voi hoặc tàu ngầm. Theo dự kiến, chuyến đi khứ hồi của bộ đôi thiết bị để ghi âm bên trong vực thẳm Challenger sẽ kéo dài khoảng 9 giờ. Nhưng khi thời gian kết thúc, chỉ có một thiết bị quay lại từ biển sâu.

Đúng như Barclay suy luận sau này, tiếng bốp đến từ sự cố nổ lớp vỏ thủy tinh bảo vệ thiết bị, khối cầu rộng 38 cm phủ bọc đồ điện tử. Dù thiết bị bị tàn phá, Barclay và tập sự tìm thấy những âm thanh hữu dụng từ tạp âm của vụ sụp đổ. Nhóm nghiên cứu và điều tra sử dụng sóng âm vọng lại từ vụ nổ do thiết bị còn lại ghi được để triển khai một trong những thống kê giám sát đúng chuẩn nhất về vực thẳm Challenger. Kết quả đo trước kia hầu hết rơi vào khoảng chừng 10.900 – 10.950 m, nhưng ước tính mới về độ sâu của vực thẳm Challenger là 10.983 m .Từ lâu giới khoa học đã biết vực thẳm Challenger là điểm sâu nhất dưới đại dương, nhưng họ mất nhiều thập kỷ để xác lập vị trí và độ sâu của khu vực này. Barclay, lúc bấy giờ là phó giáo sư ở Đại học Dalhousie tại Nova Scotia, luôn chuẩn bị sẵn sàng tỉ mỉ trước mỗi chuyến thám hiểm. Vào đêm trước mỗi lần tiến hành thiết bị quan trọng, ông đều lập hạng mục mọi sự cố hoàn toàn có thể xảy ra. Việc liệt kê những năng lực thất bại giúp Barclay tránh được những thảm họa do con người như quên sạc pin hoặc quên bật thiết bị. Tuy nhiên, luôn có thứ vượt ngoài tầm trấn áp của Barclay. Khám phá nơi sâu nhất hành tinh không phải trách nhiệm thuận tiện. Độ sâu hàng kilomet tạo ra áp lực đè nén cực lớn. Áp lực tại vực thẳm Challenger lên tới 1.260 kg / cm2, gấp khoảng chừng 1.000 lần áp suất ở mặt nước .Chỉ có vài người từng ghé thăm vực thẳm Challenger. Người tiên phong là nhà hải dương học người Thụy Sĩ Jacques Piccard và trung úy Hải quân Mỹ Don Walsh, sử dụng tàu ngầm thăm dò Trieste vào ngày 23/1/1960. Khi tàu Trieste gần tới đáy biển, nhiệt độ giảm mạnh làm rạn hành lang cửa số làm từ thủy sinh hữu cơ, tạo ra vết nứt dọc cabin eo hẹp. Nhưng hành lang cửa số vẫn chịu được áp lực đè nén, Piccard và Walsh tới vực thẳm Challenger bảo đảm an toàn, nán lại 20 phút trước khi ngoi lên .Các nhà khoa học khác đã đưa nhiều phương tiện đi lại tinh chỉnh và điều khiển từ xa tới vực thẳm này hoặc đo độ sâu từ mặt nước bằng sóng âm. Hai thiết bị của Barclay được lập trình để hạ xuống độ sâu nhất định và lưu lại đó, ghi lại âm thanh của đại dương, sau đó quay trở lại mặt nước. Một trong hai thiết bị có tên Deep Sound Mark II sẽ lặn xuống độ sâu 9.000 m. Thiết bị còn lại là Deep Sound Mark III sẽ tiếp cận đáy biển. Nhưng khi bộ đôi thiết bị biến mất khỏi tầm mắt, có rất ít cách theo dõi hành trình dài của chúng .

Do đã chuẩn bị trước, Barclay thiết lập ống thu thanh dưới nước trên tàu để ghi âm ở mặt biển, lắng nghe manh mối về những gì diễn ra bên dưới. Đó là lúc ông nghe thấy tiếng nổ. Chiều hôm đó, mặc dù không biết chắc điều gì xảy ra, Barclay và cộng sự vẫn quan sát mặt biển vào giờ đã định để thu hồi thiết bị. Họ chỉ tìm thấy một thiết bị trôi dập dềnh giữa những cơn sóng. Các nhà khoa học kéo Deep Sound Mark II lên tàu và nghe băng ghi âm. Một loạt tiếng ồn vang lên trong không gian tĩnh lặng, đó là tạp âm từ vụ nổ dưới nước của Mark III. Barclay suy đoán một trong những trụ nhỏ bằng gốm của thiết bị có thể bị hỏng, dẫn tới sự cố.

Do lớp vỏ kính của Mark III vỡ nát dưới sức nặng của 8 km nước, thiết bị giải phóng một túi khí giao động do áp suất trước khi vỡ ra thành lớp màng khủng hoảng bong bóng nhỏ. Âm thanh từ cả quy trình truyền xuyên qua nước biển, lên tới mặt nước trước khi vọng trở lại biển sâu, nơi Mark II đang thu âm .Đo sóng âm là một trong những cách thông dụng nhất để lập map đáy biển, tựa như loài dơi dùng tiếng vang để xác định trong bóng tối. Trong nhiều năm, những nhà nghiên cứu kích nổ mìn gần mặt nước để sản sinh âm thanh vọng tới đáy biển. Gần đây, họ chuyển sang giải pháp tạo âm thanh có trấn áp như khí nén, theo Mark Rognstad, chuyên viên lập map đáy biển ở Viện Địa vật lý và Hành tinh học Hawaii .Rognstad nhận định và đánh giá sự đổ vỡ của lớp vỏ thủy tinh dưới tác động ảnh hưởng của áp suất hoàn toàn có thể khá kinh hoàng. Vụ nổ của Mark III mạnh đến mức khiến sóng âm truyền qua lại nhiều lần giữa mặt nước và đáy biển. Dựa vào những đặc thù âm thanh của tiếng vang, nhóm điều tra và nghiên cứu xác lập thời hạn truyền đến của tiếng nổ khởi đầu và mỗi lần dội lại. Sau đó, họ lập quy mô đường truyền của sóng âm, kiểm soát và điều chỉnh theo biến hóa về tốc độ âm thanh ở những độ sâu khác nhau do nhiệt độ, áp suất và độ mặn gây ra. Điều này giúp họ thống kê giám sát độ sâu của vực thẳm Challenger là 10.983 m với sai số vào thời gian 6 m .

Những phương pháp khác nhau tạo ra con số khác nhau về độ sâu của vực thẳm Challenger. Khi công nghệ ngày càng phát triển, nỗ lực tìm kiếm các điểm sâu nhất đại dương vẫn tiếp tục. Một phân tích công bố năm ngoái đưa ra độ sâu 10.935 m từ dữ liệu đo âm thanh và áp suất thu thập trong nhiều chuyến lặn của nhà thám hiểm Victor Vescovo trong tàu ngầm Limiting Factor.

Bản thân vụ nổ là ví dụ về một phát hiện vô tình, sản sinh tài liệu mà những nhà nghiên cứu tích lũy ngoài dự kiến. Đối với kế hoạch lắng nghe âm thanh thiên nhiên ở vực thẳm Challenger, Barclay và tập sự đã triển khai xong tiềm năng. Năm 2021, họ đáp một thiết bị xuống điểm sâu nhất hành tinh, ghi lại âm điệu thanh thản của đại dương trong suốt 4 giờ .

An Khang (Theo National Geographic)

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *