Giải pháp giúp bồi đắp cát bãi biển

MIT và tổ chức Invena đang thử nghiệm cấu trúc chìm để thu gom cát, bảo vệ các đảo của Maldives, thậm chí tạo nên những hòn đảo mới.

Thử nghiệm thực địa thứ 3 của Phòng thí nghiệm Tự lắp ráp MIT và Invena, diễn ra vào cuối năm 2021, sử dụng các cấu trúc nhẹ, chi phí thấp, có thể triển khai nhanh chóng và dễ điều chỉnh. (Video: Phòng thí nghiệm Tự lắp ráp MIT/Invena).

Trên thế giới, các bờ biển đang bị đe dọa bởi mực nước biển dâng cao và bão ngày càng mạnh. Nhiều quốc đảo và thành phố ven biển đang hành động để tự cứu mình, từ xây đê chắn sóng đến nạo vét cát dưới đáy biển và bơm lên bãi biển. Nhưng những sự can thiệp này có thể tốn kém, khó bảo trì và gây hại cho hệ sinh thái.

Tại Maldives, quốc gia gồm khoảng 1.200 hòn đảo tạo thành chuỗi dài 900km ở Ấn Độ Dương, Phòng thí nghiệm Tự lắp ráp thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và tổ chức Invena của Maldives đang nghiên cứu một giải pháp tự nhiên hơn. Sử dụng những cấu trúc chìm, nhóm chuyên gia tận dụng các lực của đại dương để khiến cát tích tụ ở một số vị trí được chọn cẩn thận để bảo vệ Maldives, thậm chí có thể tạo ra những hòn đảo mới.

Đầu tiên, nhóm nhà khoa học thử nghiệm trong bể sóng của MIT ở Cambridge, bang Massachusetts, Mỹ. Để xác định cách định hướng và hình dạng lý tưởng của các cấu trúc chìm, họ nghiên cứu thông tin về sóng và dòng chảy đại dương từ hệ thống cảm biến ở Maldives, dữ liệu thủy triều và thời tiết, hàng nghìn mô phỏng máy tính và một mô hình học máy được đào tạo dựa trên ảnh vệ tinh để dự đoán cách cát di chuyển.

Từ năm 2019, MIT và Invena đã tiến hành thử nghiệm thực địa ở Maldives, nơi bờ biển của hầu hết đảo đều đang xói mòn. Với độ cao trung bình chỉ 1m so với mực nước biển, đây là quốc gia thấp nhất thế giới.

Các thử nghiệm, chủ yếu diễn ra ở khu vực nông của một rạn san hô phía nam thủ đô Malé, rất đa dạng. Chúng bao gồm việc nhấn chìm một mạng lưới dây thừng buộc chặt để thu thập cát và sử dụng một vật liệu biến đổi từ vải thành bêtông cứng khi được phun nước để tạo ra hàng rào dưới đáy biển giúp tích tụ cát. Trong thử nghiệm khác, nhóm chuyên gia thiết lập một khu vườn nổi trên một dải cát để tìm hiểu xem rễ cây có thể giúp ổn định cát đã tích tụ và thu thập thêm hay không.

Một dải cát hình thành tự nhiên ở độ cao khoảng 1m so với mực nước biển tại Maldives. (Video: Phòng thí nghiệm Tự lắp ráp MIT/Invena).

Với mỗi thử nghiệm thực địa, nhóm nghiên cứu hiểu thêm về những vật liệu, cấu trúc và kỹ thuật xây dựng nào có thể làm cát tích tụ một cách đơn giản, tiết kiệm chi phí, bền vững, tồn tại lâu dài và dễ mở rộng quy mô. Đến nay, thử nghiệm thực địa thứ hai, khởi động vào năm 2019, cho kết quả hứa hẹn nhất. Thử nghiệm đặt những túi vải có thể phân hủy sinh học và chứa đầy cát ở các vị trí chiến lược nhằm tạo ra một dải cát.

Chỉ trong 4 tháng, khoảng 0,5 m cát đã tích tụ trên một khu vực rộng 20 x 30 m. Hiện nay, dải cát này cao khoảng 2 m, rộng 20 m và dài 60 m. Vật liệu được sử dụng dự kiến tồn tại khoảng 10 năm, bền hơn và tiết kiệm chi phí hơn so với phương pháp nạo vét và bơm cát, theo Skylar Tibbits, nhà sáng lập kiêm đồng giám đốc Phòng thí nghiệm Tự lắp ráp thuộc MIT.

Trong tương lai gần, Tibbits tin rằng những gì họ đã học hỏi được sẽ giúp bồi đắp lại các bãi biển và đảo một cách hiệu quả. Mục tiêu xa hơn sẽ là xây nên những hòn đảo nhân tạo mới.

• Tại sao người Aztec bị chinh phục bởi một số ít người Tây Ban Nha?
• Bí ẩn lịch sử: Làm thế nào những người chăn cừu phát hiện ra "Cuộn sách Biển Chết"?
• Phát hiện hố đen bí ẩn trên Google Maps

Từ khóa liên quan:

bãi biển

cát bãi biển

cấu trúc chìm

thu gom cát

nước biển dâng

maldives

lực của đại dương