Sinh vật biển kỳ diệu, có khả năng trở thành ‘vũ khí siêu bão’

Phòng thủ chống lại cơn bão

Bão Ian không chỉ là một cơn bão mạnh mà còn là điềm báo trước những gì sẽ xảy ra trong tương lai. Biến đổi khí hậu đang làm cho các cơn bão mạnh lên nhanh hơn, tạo ra các cơn bão lớn hơn và gây ra nhiều mưa hơn – tất cả đều làm cho các cơn bão có sức tàn phá và thiệt hại lớn hơn. Theo Vox, đánh giá sơ bộ cho thấy bão Ian gây thiệt hại tài sản lên tới 40 tỷ USD.

Các kỹ sư từ lâu đã nghĩ ra cách chống lại sự đe dọa của bão thông qua việc xây dựng các công trình như đê điều và đê chắn sóng. Tuy nhiên, những công trình này không hoàn hảo. Chúng có thể phá hủy môi trường, không phải lúc nào cũng có khả năng chống nước và đôi khi rất tốn kém để xây dựng.

Nhưng đối với nhiều cộng đồng, một giải pháp đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí hơn nhưng hiệu quả hơn có thể là khôi phục các rạn san hô.

Các rạn san hô nằm trong số nhiều hệ sinh thái, bao gồm rừng ngập mặn và đất ngập nước, có thể bảo vệ con người. Chúng hoạt động giống như một đê chắn sóng tự nhiên trong cơn bão, giúp giảm bớt hoặc “phá vỡ” những con sóng có thể gây ngập lụt nhà cửa và các công trình gần bờ.

Vấn đề duy nhất là các rạn san hô đang chết dần.

Cùng với dịch bệnh và ô nhiễm, biến đổi khí hậu – tác nhân tương tự khiến các trận cuồng phong gây ra nhiều thiệt hại hơn – đã xóa sổ một nửa số rạn san hô trên thế giới. Vì vậy, để bảo vệ các thành phố ven biển, mọi người cũng nên bảo vệ và phục hồi các rạn san hô.

Giá trị sinh thái của rạn san hô

Trên khắp nước Mỹ, các rạn san hô giúp bảo vệ ngôi nhà của hơn 18.000 người và giúp giảm thiệt hại lũ lụt 1,8 USD mỗi năm, theo một phân tích gần đây của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ. (USGS).

Florida, nơi có rạn san hô chắn lớn thứ ba trên thế giới, cũng được hưởng một phần lớn những lợi ích đó. Các rạn san hô bảo vệ lũ lụt cho hơn 5.600 người ở Florida và ngăn chặn thiệt hại 675 triệu đô la cho tài sản và sinh kế của người dân mỗi năm.

Nghiên cứu cho thấy rằng các rạn san hô làm giảm năng lượng của sóng trung bình khoảng 97%, tương tự như cách một gờ giảm tốc làm chậm ô tô. Những con sóng có ít năng lượng sẽ nhỏ hơn, chậm hơn và không gây nhiều thiệt hại khi vào bờ.

Thí nghiệm dự phòng cho san hô.

Theo một nghiên cứu được công bố năm ngoái trên tạp chí Nature. Rủi ro lũ lụt thường được đo lường bằng cái được gọi là “vùng lũ lụt 100 năm” – một khu vực mà xác suất lũ lụt trong một năm nhất định là 1 phần trăm.

Nếu các rạn san hô ở Mỹ mất độ cao 1 mét, diện tích đó ở Mỹ sẽ mở rộng thêm 104 km vuông, khiến khoảng 51.000 người có nguy cơ bị ngập lụt.

Đó cũng là một lý do lớn khiến việc mất các rạn san hô rất đáng sợ. “Thiệt hại này có thể làm tăng nguy cơ lũ lụt chỉ trong vài năm tới mức không lường trước được”, các tác giả của nghiên cứu Nature viết.

Xây dựng hàng rào san hô với sự trợ giúp của trình mô phỏng cơn bão lớn nhất thế giới

Thử nghiệm với san hô

Vào một buổi chiều nắng đẹp của tháng 4, một nhóm các nhà khoa học Mỹ đã bắt đầu thử nghiệm loại máy duy nhất trên thế giới có thể tạo ra một cơn bão cấp 5 nhân tạo. Nằm trong một tòa nhà lớn tại Đại học Miami ở Virginia Key, hệ thống bão bao gồm một bể bơi, một máy tạo sóng và một động cơ phản lực lớn có khả năng tạo ra gió giống như bão.

Hệ thống mô phỏng chứa nước cao khoảng một mét. Ở trung tâm là một cấu trúc trũng được làm bằng các ống hình lục giác rỗng. Các nhà khoa học đã sử dụng thiết bị mô phỏng để kiểm tra cách các cấu trúc như thế này (được gọi là “tổ ong”) giảm năng lượng sóng, có và không có san hô được đặt trên đỉnh.

Sau đó một nghiên cứu sinh đã bật máy. Động cơ phản lực quay mạnh và bên trong xuất hiện những điều kiện giống như đại dương. Những cơn gió đã tạo ra kết cấu trên mặt nước, tạo thành sóng ập vào tổ ong – nghĩa đen là một cơn bão trong hộp kính.

Theo Landolf Rhode-Barbarigos, một nhà nghiên cứu tại Đại học Miami, khi các cấu trúc như tổ ong có san hô, chúng có thể giảm năng lượng sóng hiệu quả hơn, trong một số trường hợp có thể lên tới 95%.

Rhode-Barbarigos và các nhà khoa học khác có kế hoạch thử nghiệm một số cấu trúc khác nhau, bao gồm cả tổ ong, ở Bãi biển Bắc Miami. Họ sẽ đặt san hô lên đó để kiểm tra hiệu quả của nó trong điều kiện thực tế.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Miami và các nơi khác cũng đang phát triển các rạn san hô phát triển nhanh chóng và chịu đựng tốt hơn khi nhiệt độ nước biển tăng cao, dịch bệnh và động vật ăn thịt. Ý tưởng của các nhà khoa học là xây dựng lại các rạn san hô bằng những loài san hô có thể chịu được những gì đã phá hủy chúng.

Theo USGS, Mỹ chi khoảng 500 triệu USD mỗi năm để hạn chế lũ lụt ven biển và các mối đe dọa liên quan. Trong một số năm, những con số này còn cao hơn nhiều: chẳng hạn như vào năm 2018, một liên đoàn đã chi 15 tỷ đô la cho các dự án chống lại thiệt hại do bão và lũ lụt. Trong khi đó, số tiền đầu tư vào các dự án phục hồi san hô và hệ sinh thái chỉ 5 triệu USD.