Thiết bị thăm dò hải dương học tìm kiếm sinh vật phù du có thể thả rơi xuống dưới đáy đại dương

Mọi người đều biết rằng đời sống của sinh vật biển sinh sống ngay dưới bề mặt nước của các đại dương khác nhiều so với các loài sinh sống ở dưới đáy đại dương. Mới đây, các nhà khoa học đã chế tạo một đầu dò sinh học có thể thả rơi tự do xuống nước nhằm mục đích khảo sát và tìm hiểu sự khác biệt về môi trường sống của các loài sinh vật biển.

Thiết bị mới có tên gọi EcoCTD, được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), và Viện Hải dương học Woods Hole, Mỹ và là một bộ phận của tàu thăm dò hải dương học tên là CTDs thực hiện chức năng đo Hải văn: độ dẫn, nhiệt độ, độ sâu (đo CTD) của nước. Máy cũng thường được sử dụng để thu thập các mẫu môi trường nước biển, từ đó, kiểm tra và khảo sát hệ sinh thái sinh vật phù du hay còn gọi là phiêu sinh vật, là những sinh vật nhỏ sống trôi nổi trong tầng nước biển.

Thông thường, các tàu nghiên cứu - loại tàu thuỷ được thiết kế và trang bị phục vụ cho mục đích tiến hành nghiên cứu ngoài biển kéo theo tàu phụ CTDs phải đứng một chỗ và thả đầu dò xuống nước để thu thập các mẫu nước biển và sau đó kéo đầu dò quay trở lại. Đặc điểm này bị coi là một hạn chế vì khu vực địa lý cần khảo sát trong khoảng thời gian nhất định bị giới hạn.

Trên thực tế, có những loại CTDs có thể được thả xuống và kéo lên mà không yêu cầu tàu phải đứng một chỗ, tuy nhiên, điều này đồng nghĩa với việc chúng không có khả năng thu thập các mẫu nước biển. Trong khi đó, EcoCTD được thiết kế để có thể thực hiện nhiệm vụ thậm chí ngay cả khi tàu chủ đang di chuyển. Bên cạnh đó, thiết bị cũng có khả năng thực hiện đo nồng độ chất diệp lục - sắc tố màu xanh lá cây được tạo ra bởi thực vật phù du trong mẫu nước biển. Sự xuất hiện của những sinh vật phù du khẳng định sự tồn tại của các sinh vật khác lớn hơn.

Khi được thả xuống biển, trọng lượng lớn của bộ phận cổ chì của thiết bị thăm dò khiến cho thiết bị rơi rất nhanh xuống nước với tốc độ khoảng 3 mét/giây. Ngay cả khi tàu chủ có buộc dây cáp vẫn đang trong quá trình di chuyển về phía trước, tốc độ rơi xuống nhanh cho phép EcoCTD đạt độ sâu 500 mét trong khoảng hai phút, độ sâu này vượt quá độ sâu mà ở đó, quá trình quang hợp có thể xảy ra.

Sau đó, một cần trục sẽ được sử dụng để tời đầu dò quay trở lại bề mặt nước. Mặc dù được kéo phía sau nhưng EcoCTD vẫn có khả năng bắt kịp tàu chủ trong khoảng 12 phút theo phương thẳng đứng ở khoảng cách khoảng 500 m so với mực nước biển để sau đó, nó có thể ngay lập tức thực hiện nhiệm vụ tiếp theo.

Trong quá trình di chuyển trong môi trường nước biển, một cảm biến gắn bên trong thiết bị có tên EcoPuck phát ra các xung ánh sáng đỏ và xanh. Cảm biến sẽ phân tích cách thức ánh sáng bị tán xạ, từ đó, xác định được nồng độ chất diệp lục trong nước, nếu có. Ngoài ra, một cảm biến khác là Rinko III Do thực hiện đo nồng độ oxy ở các độ sâu khác nhau để ước tính lượng oxy được tạo ra ở dạng khí như là một phụ phẩm của quá trình quang hợp bởi các cộng đồng vi khuẩn.

EcoCTD đã được thử nghiệm thành công vào năm 2018 và 2019 trên các chuyến tuần tra trên biển Địa Trung Hải và Đại Tây Dương.

P.K.L (NASATI), theo https://newatlas.com/science/ecoctd-oceanographic-probe/, 5/2020