Có thể ‘nhân tạo hóa’ hòn đảo mới của quốc gia nằm ở vị trí thấp nhất thế giới

Khi mực nước biển dâng cao và các cơn bão ngày càng dữ dội, các quốc đảo và thành phố ven biển toàn cầu đang tìm kiếm những giải pháp ứng phó hiệu quả với thiên tai. Trong bối cảnh đó, xây dựng đê chắn sóng, nạo vét cát từ đáy biển hay bơm cát lên bãi biển trở thành những giải pháp phổ biến. Tuy nhiên, những nghiên cứu tiên tiến tại Maldives đang mở ra triển vọng mới trong việc bảo vệ và thậm chí tạo ra các hòn đảo mới.

Bãi cát nằm cách mực nước biển khoảng 1m ở Maldives, được hình thành một cách tự nhiên. Các tổ chức đã nghiên cứu bãi cát này từ khoảng năm 2016 và nó đã truyền cảm hứng cho công trình của MIT Self-Assembly và Invena. Nguồn: Phòng thí nghiệm tự lắp ráp MIT + Invena

Theo CNN, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phối hợp với tổ chức Invena của Maldives đang nghiên cứu những giải pháp tự nhiên để đối phó với thiên tai. Họ tập trung vào việc sử dụng các cấu trúc ngầm để khai thác sức mạnh của đại dương, đẩy cát về những vị trí đã được chọn cẩn thận nhằm bảo vệ các hòn đảo hiện tại và kích thích hình thành các đảo mới.

Từ năm 2019, các tổ chức đã bắt đầu thực hiện các thí nghiệm thực địa tại Maldives, nơi bờ biển của các hòn đảo đang phải đối mặt với hiện tượng xói mòn nghiêm trọng. Các thí nghiệm bao gồm việc sử dụng mạng lưới dây thừng thắt chặt để thu thập cát, cũng như áp dụng vật liệu có thể chuyển từ vải thành bê tông cứng khi tiếp xúc với nước, tạo ra một rào cản dưới đáy biển nhằm tích tụ cát.

Một thử nghiệm đáng chú ý khác là lắp đặt một khu vườn nổi trên bãi cát để kiểm tra khả năng của rễ cây trong việc ổn định cát đã tích tụ và thu hút thêm cát mới.

Phòng thí nghiệm tự lắp ráp của MIT và thí nghiệm thực địa thứ ba của Invena, được trình bày trong video đã được lắp đặt vào cuối năm 2021. Thí nghiệm sử dụng các mô-đun nhẹ, chi phí thấp, có thể triển khai nhanh chóng và điều chỉnh tùy thuộc vào sự thay đổi theo mùa của các mẫu sóng. Nguồn: Phòng thí nghiệm tự lắp ráp MIT + Invena

Mặc dù việc sử dụng rừng ngập mặn để phòng thủ bờ biển không còn mới lạ, các công trình hiện tại được hỗ trợ bởi dữ liệu nghiên cứu và công nghệ tiên tiến. Các thử nghiệm hiện trường bắt đầu từ các mô hình trong bể chứa sóng tại MIT, với việc sử dụng thông tin từ cảm biến độ nghiêng và dữ liệu thủy triều để xác định cấu trúc và hình dạng lý tưởng. Dữ liệu công khai về thủy triều và thời tiết, cùng với các mô hình máy học, giúp dự đoán cách cát di chuyển.

Ông Skylar Tibbits, người sáng lập và đồng giám đốc Phòng thí nghiệm Tự lắp ghép tại MIT, bày tỏ hy vọng rằng các cấu trúc ngầm có thể cung cấp một phương pháp bền vững hơn so với các giải pháp kỹ thuật truyền thống trong việc gia cố bờ biển bị xói mòn. Ông cho biết nhóm nghiên cứu đang tận dụng động lực tự nhiên của đại dương để hướng dẫn cát một cách hiệu quả.

Giải pháp bền vững đối phó với tình trạng xói mòn bờ biển

Maldives có độ cao trung bình chỉ khoảng 1m so với mực nước biển, đứng đầu trong danh sách những quốc gia có độ cao thấp nhất trên thế giới. Để chống chọi với tình trạng xói mòn và các nguy cơ do biến đổi khí hậu, các quan chức, đơn vị điều hành khu nghỉ dưỡng và các nhà phát triển bất động sản tại đây đã áp dụng nhiều biện pháp như nạo vét và xây dựng các công trình kỹ thuật cứng như kè chắn sóng và đê chắn sóng.

Tuy nhiên, các giải pháp này khá đắt đỏ, khó duy trì và thường gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Việc nạo vét và bơm cát cần phải thực hiện định kỳ sau vài năm, trong khi các công trình như kè chắn sóng có thể gây ra tình trạng xói mòn nghiêm trọng hơn, đặc biệt khi không được thiết kế hoặc thi công đúng cách.

Paul Kench, nhà địa mạo học ven biển tại Đại học Quốc gia Singapore, chỉ ra rằng các công trình từ đê chắn sóng đến bến thuyền có thể làm tình trạng xói mòn trầm trọng hơn và làm giảm năng suất của các rạn san hô. Ông cho rằng các giải pháp kỹ thuật thường được áp dụng trên các bờ biển lục địa không nên được sử dụng cho các đảo san hô. Tuy nhiên, vì sự quen thuộc với các phương pháp này, chúng vẫn thường được áp dụng.

Trái ngược với phương pháp truyền thống, Phòng thí nghiệm Tự lắp ghép của MIT và tổ chức Invena đã phát triển các giải pháp sử dụng lực tự nhiên để giữ lại cát. Chuyên gia Tibbits từ MIT giải thích rằng nhóm nghiên cứu đã tận dụng các lực tự nhiên để giữ cát ở lại nơi chúng cần. Nhóm hiện đang tiếp tục thí nghiệm và nâng cao hiểu biết về vật liệu, cấu hình và kỹ thuật xây dựng nhằm đạt được hiệu quả tối ưu trong việc tích tụ cát một cách bền vững và tiết kiệm chi phí.

Thí nghiệm thực địa gần đây nhất của nhóm tại Maldives, bắt đầu từ năm 2019, đã cho kết quả khả quan. Họ đã sử dụng các túi chứa cát làm từ vật liệu dệt may phân hủy sinh học, đặt chúng ở các vị trí chiến lược để tạo ra một bãi cát mới. Chỉ sau 4 tháng, khoảng nửa mét cát đã được tích tụ trên diện tích 20x30m. Hiện nay, bãi cát này có chiều cao khoảng 2m, rộng 20m và dài 60m. Theo ông Tibbits, phương pháp có thể là một giải pháp lâu dài và tiết kiệm hơn so với việc bơm và nạo vét thường xuyên.

Các giải pháp tự nhiên khác cũng đang được thử nghiệm và áp dụng ở nhiều quốc gia khác. Ví dụ, Hà Lan đã xây dựng một bán đảo cát nhân tạo hơn một thập kỷ trước, giúp sóng đẩy cát vào bờ biển. Ở New York, các rạn hàu cũng đã được bổ sung để bảo vệ bờ biển.

Cách tiếp cận mới này có thể rất quan trọng trong việc giải quyết tình trạng xói mòn. Ông Kench, hiện đang hợp tác với các sinh viên tại Maldives nhấn mạnh rằng, tình trạng xói mòn bờ biển ở Maldives đang trở nên nghiêm trọng hơn do các biện pháp can thiệp kỹ thuật đã được áp dụng từ lâu.

>> 'Hòn ngọc xanh' chỉ cách đất liền 11km, là nơi bảo vệ hàng trăm loài gỗ quý và động vật hoang dã