(Tổ Quốc) - Các bờ biển đang bị đe dọa bởi mực nước biển dâng cao và bão ngày càng mạnh. Trước tình hình đó, các quốc đảo và thành phố ven biển trên thế giới hiện đang tập trung vào giải pháp ứng phó thiên tai, từ xây dựng đê chắn sóng đến nạo vét cát từ đáy biển hoặc bơm lên bãi biển.
Theo hãng CNN, tại Maldives, một phòng thí nghiệm vật liệu tự lắp ghép thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và tổ chức Invena của Maldives hiện đang tiếp tục các nghiên cứu về những giải pháp tự nhiên ứng phó thiên tai. Bằng việc sử dụng các cấu trúc ngầm, họ đang khai thác sức mạnh của đại dương, đẩy cát tích tụ ở những địa điểm được lựa chọn cẩn thận nhằm bảo vệ các hòn đảo và thúc đẩy khả năng hình thành các hòn đảo mới.
Phòng thí nghiệm tự lắp ghép của MIT và tổ chức Invena của Maldives đang nỗ lực tạo ra các hệ thống thiết bị dưới nước có thể khai thác năng lượng sóng nhằm giúp tái thiết bờ biển hoặc thậm chí xây dựng các đảo mới. Các tổ chức đã hoàn thành 9 thí nghiệm thực địa tại Maldives, quốc gia thấp nhất thế giới. Ảnh: MIT Self-Assembly Lab/Invena
Từ năm 2019, các tổ chức đã tiến hành thử nghiệm thực địa tại Maldives, nơi bờ biển của hòn đảo đang bị xói mòn.
Nhiều thí nghiệm khác nhau, bao gồm mọi thứ từ việc nhúng một mạng lưới dây thừng buộc chặt thành các nút thắt để thu thập cát, đến việc sử dụng vật liệu chuyển từ vải thành bê tông cứng khi phun nước để tạo ra một rào cản dưới đáy biển nhằm tích tụ cát ở đó.
Trong một thí nghiệm thực địa khác, một khu vườn nổi đã được lắp đặt phía trên một bãi cát để khám phá xem rễ cây có thể giúp ổn định cát đã tích tụ và thu thập thêm hay không.
Nghe có vẻ không mới lạ lắm. Tuy nhiên, những ý tưởng như sử dụng rừng ngập mặn để phòng thủ bờ biển đã có từ lâu. Đằng sau công trình này là những dữ liệu nghiên cứu và công nghệ triển khai nghiêm túc.
Các công trình lắp đặt tại hiện trường bắt đầu từ những thí nghiệm trong bể chứa sóng tại khuôn viên trường MIT ở Cambridge, Massachusetts. Để xác định các cấu trúc và hình dạng lý tưởng, nhóm nghiên cứu dựa vào thông tin về sóng và dòng hải lưu qua các cảm biến độ nghiêng ở Maldives. Dữ liệu thủy triều và thời tiết có thể truy cập công khai, hàng nghìn máy tính và một mô hình máy học lưu giữ hình ảnh dự đoán cách cát di chuyển.
Ông Skylar Tibbits, người sáng lập và đồng giám đốc của Phòng thí nghiệm Tự lắp ghép thuộc MIT bày tỏ hy vọng các cấu trúc ngầm có thể cung cấp phương pháp bền vững hơn so với các giải pháp kỹ thuật thông thường để gia cố bờ biển bị xói mòn.
"Chúng tôi đang sử dụng động lực tự nhiên của đại dương để định hướng cho cát", ông cho biết.
Mở rộng các giải pháp bền vững
Maldives, với độ cao trung bình khoảng 1m so với mực nước biển, là quốc gia nằm ở vị trí thấp nhất thế giới. Các quan chức, đơn vị điều hành khu nghỉ dưỡng và nhà phát triển bất động sản đã phải dùng đến các giải pháp nạo vét và kỹ thuật cứng, xây dựng kè chắn sóng và đê chắn sóng để cố gắng giải quyết vấn đề.
Nhưng những biện pháp can thiệp này khá tốn kém, khó bảo trì và gây gián đoạn cho hệ sinh thái.
Việc bơm và nạo vét cần được lặp lại sau vài năm. Kè chắn sóng và các cơ sở hạ tầng khác thậm chí có thể làm trầm trọng thêm tình trạng xói mòn mà chúng được thiết kế để ngăn ngừa hoặc khắc phục, đặc biệt là khi thiết kế hoặc thi công kém.
Ông Paul Kench, nhà địa mạo học ven biển tại Đại học Quốc gia Singapore đã tìm ra bằng chứng về điều này. Nghiên cứu của ông đã chỉ ra rằng các cấu trúc từ đê chắn sóng đến bến thuyền có thể khiến tình trạng xói mòn trở nên tồi tệ hơn và làm giảm năng suất rạn san hô.
"Các loại giải pháp kỹ thuật mà chúng ta có xu hướng sử dụng trên các bờ biển lục địa thực sự không nên áp dụng ở đảo san hô, nhưng mọi người có xu hướng sử dụng chúng, vì đó là những gì họ biết", ông cho biết.
Phòng thí nghiệm tự lắp ghép của MIT và tổ chức Invena đã sử dụng các lực tự nhiên để giữ lại cát. Chuyên gia Tibbits lập luận, "vì vậy cát muốn ở đó".
Với mỗi thí nghiệm thực địa, nhóm cho biết họ đang nâng cao hiểu biết của mình về vật liệu, cấu hình và kỹ thuật xây dựng để khiến cát tích tụ theo cách đơn giản nhất, tiết kiệm chi phí nhất, bền vững nhất, lâu dài nhất và có thể mở rộng quy mô.
Trong tương lai gần, chuyên gia Tibbits tin rằng những gì họ đã học được có thể sử dụng lại để xây dựng hiệu quả các bãi biển và đảo hiện có.
Mục tiêu mở rộng sự hợp tác này là xây dựng các đảo nhân tạo. Cho đến nay, thí nghiệm thực địa thứ hai của nhóm, được triển khai vào năm 2019 tại Maldives, đã có kết quả khả quan nhất. Họ sử dụng các túi chứa đầy cát, đồ dệt may, có thể phân hủy sinh học, được đặt ở các vị trí chiến lược để tạo ra một bãi cát.
Chỉ trong 4 tháng, khoảng nửa mét cát đã tích tụ trên diện tích 20 x 30 mét. Ngày nay, bãi cát có chiều cao khoảng 2m, rộng 20m và dài 60m.
Ông Tibbits nhấn mạnh điều này có thể khiến nó trở thành giải pháp lâu dài hơn — và do đó tiết kiệm chi phí hơn — so với việc bơm và nạo vét.
Các giải pháp tự nhiên khác cũng đang được thử nghiệm và triển khai ở nhiều quốc gia khác trên thế giới. Chẳng hạn như Hà Lan đã xây dựng một bán đảo cát nhân tạo giúp sóng đẩy cát vào bờ biển từ hơn một thập kỷ trước. Ở New York, các rạn hàu cũng được bổ sung để bảo vệ bờ biển.
Cách tiếp cận mới có thể rất quan trọng. Ông Kench, người hiện đang làm việc với các sinh viên tại Maldives cho biết tình trạng xói mòn bờ biển ở Maldives hiện đang trở nên nghiêm trọng hơn bởi các biện pháp can thiệp kỹ thuật từ lâu./.
