BM: Hành trình vẽ bản đồ dưới đáy biển

Các nhà địa chất đã vẽ được các dãy núi, những khu rừng và các sa mạc lãnh nguyên. Các nhà thiên văn học đã vẽ được bầu trời.

Nhưng những đại dương trên hành tinh chúng ta phần lớn vẫn chưa được khám phá. Người ta thường nói rằng chúng ta biết nhiều về Mặt Trăng và sao Hỏa hơn là đáy biển trên Trái Đất.

Tầm quan trọng của địa hình đáy biển

Địa hình dưới đáy biển đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái của chúng ta.

Các đỉnh núi, những thung lũng dưới nước quyết định đến các kiểu thời tiết và dòng hải lưu; địa hình dưới đáy biển ảnh hưởng đến cách chúng ta kiểm soát việc đánh bắt hải sản, một hoạt động vốn nuôi sống hàng triệu người; nhiều dặm sâu dưới mặt nước là hệ thống đường cáp kết nối hàng tỷ người với internet; những đỉnh núi chìm dưới nước làm nhiệm vụ bảo vệ, giúp chúng ta chống lại các mối nguy hiểm ven biển như bão hoặc sóng thần đổ vào, và thậm chí còn giúp chúng ta tìm hiểu về những dịch chuyển thời tiền sử của con người thuở sơ khai, khi họ còn sống tại các lục địa ở phần nam bán cầu.

Trong 2017, một nhóm các chuyên gia quốc tế từ khắp nơi trên thế giới đã tập hợp chung với nhau thành một tổ chức phi lợi nhuận nhằm chuyên xác định độ sâu các đáy đại dương, có tên là General Bathymetric Chart of the Oceans (Gebco), nhằm khởi động việc cùng xây dựng một bản đồ toàn diện về các đại dương trên thế giới.

Các nhà hải dương học đầu tiên trước đây đã phải tìm hiểu các vùng biển từng chút một, nhưng những tiến bộ gần đây với công nghệ sóng âm (sonar) cho phép chỉ một con tàu cũng có thể thăm dò và cung cấp thông tin chi tiết với độ phân giải cao để lập bản đồ cho diện tích tới hàng nghìn cây số vuông.

Chúng ta tưởng tượng ra đáy biển như nơi địa hình bằng phẳng toàn cát, nhưng thực tế rất khác

Kho báu khổng lồ dưới đáy đại dương

Không chỉ những người lập bản đồ các nhà nghiên cứu hải dương mới quan tâm đến những gì khám phá được dưới mặt nước.

Nằm sâu dưới bề mặt đại dương là kho báu bị chôn vùi: kim loại quý, các nguyên tố đất hiếm, dầu và kim cương - những của cải quý giá cho đến nay vẫn là điều bí ẩn, khó tiếp cận nhất.

Một số nhà sinh thái học lo ngại rằng bản đồ đáy biển một khi được lập ra sẽ khiến các ngành công nghiệp khai thác trục lợi từ những nguồn tài nguyên này, và do đó có thể gây hại cho các sinh vật biển và các cộng đồng ven biển.

Bản đồ độ sâu toàn cầu - vẽ chi tiết đáy đại dương - chắc chắn sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về Hành tinh Xanh, nhưng rất có thể nó cũng có thể khiến chúng ta sa đà vào lĩnh vực vốn chỉ dành cho khoa học viễn tưởng: các tàu ngầm robot, núi lửa dưới nước, những món đồ trang sức dưới đáy biển, san hô có đặc tính chữa bệnh, luật hàng hải theo phong cách miền Tây hoang dã, các trầm tích độc hại, và một đáy biển không có con người, không có xác tàu.

Khi bản đồ được tạo ra, nó sẽ được sử dụng như một công cụ để quản lý và bảo tồn đầy trách nhiệm, hay sẽ là chiến lợi phẩm cho đám cướp biển, hay sẽ là một cẩm nang hướng dẫn khai thác, khám phá đáy biển?

***

Cho đến nay, mới chỉ có 15% tổng diện tích các đại dương trên Trái Đất được vẽ bản đồ.

Nếu phóng to vị trí ở giữa Thái Bình Dương trong bản đồ của Google Earth, ta sẽ thấy địa hình đáy đại dương được thể hiện dựa vào hình ảnh thu từ vệ tinh và dựa vào phép đo độ sâu bằng trọng lực. Đó là những hình ảnh có độ phân giải thấp, gián tiếp, và thường là không chính xác.

Nếu như nhân loại đã mô tả được Hệ Mặt trời và biểu đồ hệ gene của con người, thì quả là ngạc nhiên khi chúng ta không hề có bản đồ nào về đáy biển.

Vì sao chưa có bản đồ địa hình về đáy đại dương?

Lý do rất đơn giản: các đại dương trên hành tinh chúng ta rộng lớn, sâu thẳm, và hầu như không thể xuyên xuống tận đáy qua làn nước, theo đúng nghĩa đen.

Trong nhiều thế kỷ, việc vẽ bản đồ độ sâu dưới mặt nước là nhằm thể hiện các vùng biển dữ, những cuộn sóng trồi dập tàu thuyền, và sau đó là những nét vẽ cơ bản, sơ sài trên bản đồ.

Các thủy thủ đã biết khắc sóng âm lên bản đồ từ hồi thế kỷ 16, nhưng khi đó chúng ta chưa hề có tiêu chuẩn quốc tế về thuật ngữ hay tỷ lệ vẽ bản đồ. Do đó, các bản đồ thời ban đầu chỉ mang ý nghĩa là những công cụ hướng dẫn sơ sài, thậm chí gây nhầm lẫn và khó hiểu.

Mãi đến thế kỷ 20, thời đại mà con người đột nhiên trở nên rất quan tâm đến thế giới tự nhiên, một nhóm các nhà địa lý đã tập hợp dưới trướng Hoàng tử Albert I của Monaco để vẽ các bản đồ quốc tế đầu tiên về đại dương (là tổ chức về sau trở thành Gebco).

Albert bị mê hoặc bởi ngành hải dương học khi đó còn tương đối mới mẻ. Ông cử bốn thuyền buồm nghiên cứu đi khảo sát Địa Trung Hải.

Hơn 100 năm sau, Gebco và Quỹ Nippon chính thức công bố Seabed 2030, một dự án tập trung vào mục tiêu đến năm 2030 sẽ lập được bản đồ toàn bộ đáy biển bằng cách thu thập dữ liệu từ các tàu trên khắp thế giới, bao gồm từ cả các chuyến đi đã được thực hiện từ thời kỳ ban đầu.

Giống như trên đất liền, dưới đáy đại dương là những nơi có các hoạt động núi lửa dữ dội

Những chiếc tàu hiện đại như loại được sử dụng trong Seabed 2030 giờ đây được trang bị hệ thống đo độ sâu bằng thiết bị quét sóng multibeam, là hệ thống siêu âm phát ra sóng âm hình quạt từ bên dưới thân tàu.

Mỗi lần sóng siêu âm phát tín hiệu, hệ thống sẽ đo thời gian tín hiệu di chuyển xuống đáy đại dương rồi dội trở lại bề mặt, qua đó tính toán được độ sâu của nước, và điều kiện địa hình bề mặt đáy đại dương để đánh dấu chính xác theo tọa độ trên bản đồ.

"Kỹ thuật multibeam mở rộng khu vực bản đồ và mang lại cho chúng tôi phạm vi thu thập được dữ liệu rộng hơn," Vicki Ferrini, chủ tịch tiểu ban vẽ bản đồ địa hình đáy biển thuộc Gebco, giải thích.

Hầu hết các tàu đã dựa vào sóng âm để tránh chướng ngại vật và để làm công tác hoa tiêu, nhưng các tàu có trang bị multibeam làm tăng đáng kể diện tích đáy biển mà các nhà nghiên cứu có thể thu thập được dữ liệu chính xác - đó là dấu vết dưới nước hoặc những tuyến đường mà ta có thể chụp được bằng sóng âm. "Quá trình này nếu so sánh thì hơi giống như việc so sánh giữa cắt cỏ bằng xe cắt với cắt bằng máy cầm tay."

Tuy nhiên, vấn đề là các tuyến đường biển rất giống với hệ thống đường cao tốc trên bộ: có những nơi trên đại dương luôn tấp nập tàu bè qua lại, trong khi có những nơi vắng tanh vắng ngắt không có nổi một tuyến đường.

Có những vùng biển bao la, rộng bằng cả châu lục lại là nơi hầu như không có bóng dáng con tàu nào. Vậy nên dẫu một con tàu đi từ Hawaii tới Nhật Bản có thể giúp thu thập được nhiều dữ liệu hải hành quý giá, nhưng việc lên kế hoạch nhằm có được dữ liệu về các vùng biển hẻo lánh cũng quan trọng không kém.

Chuẩn đô đốc Shepard Smith, giám đốc Văn phòng Khảo sát Bờ biển Hoa Kỳ thuộc Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA), một người tham gia đóng góp cho dự án Seabed 2030, nói: "Một cuộc khảo sát độ sâu được thực hiện với kỹ thuật multibeam hiện đại thì gồm nhiều việc phải làm chứ không chỉ đơn thuần là lái tàu đi lại trên đại dương."

"Tuy nhiên, dữ liệu sonar rất quý giá; đặc biệt là ở những nơi chúng ta không có gì cả," ông nói. "Chẳng hạn như ở Thái Bình Dương hoặc Bắc Cực, các tuyến đường riêng lẻ có thể khá hữu ích để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các khu vực mới chỉ được lập bản đồ một cách sơ sài."

Chúng ta đã đặt các tuyến đường cáp dưới đáy đại dương từ hơn 150 năm qua nhưng hầu hết các phần đáy biển vẫn là điều bí ẩn đối với con người

Gebco hy vọng sẽ giảm thiểu vấn đề này bằng cách khuyến khích các tàu hàng, tàu cá và tàu du lịch tham gia dự án, gửi về dữ liệu họ thu được trực tiếp, tại chỗ (real time), nhằm tạo ra nguồn đóng góp chung hiệu quả cho việc lập bản đồ đáy biển.

Tổ chức này cũng cung cấp một "sách dạy nấu ăn": một tài liệu tham khảo kỹ thuật về xây dựng hệ thống đo độ sâu đại dương, nhằm giúp các quốc gia đang phát triển sử dụng những thông tin, kiến thức được chia sẻ.

Những người đam mê biển thậm chí còn được mời tham gia gợi ý đặt tên cho các thực thể ngầm dưới nước - chẳng hạn như gò, thềm, rặng núi, rạn san hô, miệng núi lửa, hào rãnh, yên ngựa, ngưỡng cửa và mái vòm muối - bằng cách gửi thư đến Tổ chức Thủy văn Quốc tế ở Monaco.

Bản đồ thực tế được lắp ráp tại Trung tâm Dữ liệu Hải dương học Anh Quốc.

Helen Snaith, người đứng đầu trung tâm Global Centre của dự án cho SeaBed2030, nói rằng "tất cả mọi người, từ các tổ chức và nhà nghiên cứu chính sách cho tới công chúng, đều có thể truy cập dữ liệu hiện tại" thông qua ứng dụng hàng hải trên iOS.

Adrienne Bernhard