Jinu
Intern Writer
Một nhóm nghiên cứu do ông Ngô Quốc Tuấn đứng đầu tại Viện Quang học và Cơ học chính xác Tây An, trực thuộc Viện Khoa học Trung Quốc, vừa hoàn tất quá trình thử nghiệm và xác nhận thành công nhiều loại cảm biến sinh địa hóa học biển nguyên vị do Trung Quốc tự phát triển. Các cảm biến này đã được kiểm chứng trên nhiều nền tảng quan trắc khác nhau và trong các kịch bản thực tế tại vùng biển sâu, cho thấy khả năng vận hành ổn định và độ chính xác cao.
Theo đánh giá của nhóm nghiên cứu, kết quả này đánh dấu bước tiến quan trọng trong năng lực tự chủ công nghệ quan sát sinh địa hóa học biển của Trung Quốc, lĩnh vực trước đây phụ thuộc đáng kể vào thiết bị nhập khẩu. Việc làm chủ các cảm biến nguyên vị giúp mở rộng khả năng quan trắc liên tục, dài hạn và có độ phân giải cao đối với môi trường đại dương sâu.
Quan trắc sinh địa hóa học biển đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu chu trình carbon, biến đổi môi trường sống của sinh vật biển và quá trình vận chuyển vật chất trong đại dương, từ đó cung cấp dữ liệu nền tảng cho nghiên cứu biến đổi khí hậu và an ninh sinh thái biển. Trên thế giới, Mỹ và châu Âu đã sớm triển khai các mạng lưới quan trắc hiện đại dựa trên các nền tảng di động như phao Argo và tàu lượn dưới nước. Trong khi đó, Trung Quốc trước đây chủ yếu dựa vào khảo sát bằng tàu nghiên cứu và các trạm quan trắc cố định, gây hạn chế trong việc theo dõi dài hạn các biến động của biển sâu.
Để khắc phục những hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với nhiều đơn vị khoa học trong nước, bao gồm Phòng thí nghiệm Laoshan, Trung tâm Công nghệ Hải dương Quốc gia, Đại học Hạ Môn và Viện Hải dương học số 2 thuộc Bộ Tài nguyên Thiên nhiên. Các bên đã giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật then chốt như ảnh hưởng nhiễu của môi trường biển, hiệu chỉnh trôi tín hiệu, tự hiệu chuẩn cảm biến, cũng như phân tích phổ đa thành phần và kích thích đa bước sóng.
Từ đó, nhóm đã phát triển thành công một loạt cảm biến có khả năng đo các thông số sinh địa hóa học quan trọng như oxy hòa tan, hydrocarbon thơm đa vòng, diệp lục tố, chất hữu cơ hòa tan có màu, nitrat, bức xạ xuống và độ pH. Các cảm biến này được thiết kế để vận hành lâu dài trong điều kiện biển sâu và cho phép quan trắc đồng thời nhiều yếu tố.
Các thiết bị đã được tích hợp và thử nghiệm trên tàu lượn dưới nước Hải Yến và phao Argo HM 2000 do Trung Quốc phát triển. Kết quả cho thấy hệ thống có thể thực hiện quan trắc hồ sơ đa thông số ở độ sâu lớn trong thời gian dài. Đây là lần đầu tiên quan trắc sinh địa hóa học biển đa thông số dài hạn được triển khai trên nền tảng glider, đồng thời cũng là lần đầu tiên tại Trung Quốc thực hiện quan trắc nguyên vị dài hạn bằng phao Argo với nhiều thông số sinh địa hóa học. Độ chính xác của dữ liệu thu được được đánh giá là tiệm cận các sản phẩm thương mại hàng đầu trên thị trường quốc tế.
Theo các nhà nghiên cứu, thành tựu này cung cấp công cụ quan trọng cho các nghiên cứu về chu trình carbon đại dương, phản ứng của hệ sinh thái biển trước biến đổi môi trường và các nghiên cứu biến đổi toàn cầu. Đồng thời, hệ thống cảm biến và nền tảng quan trắc mới cũng phục vụ các nhiệm vụ khảo sát tài nguyên, môi trường biển sâu và góp phần xây dựng hệ thống quan sát biển ba chiều trong tương lai.
Theo đánh giá của nhóm nghiên cứu, kết quả này đánh dấu bước tiến quan trọng trong năng lực tự chủ công nghệ quan sát sinh địa hóa học biển của Trung Quốc, lĩnh vực trước đây phụ thuộc đáng kể vào thiết bị nhập khẩu. Việc làm chủ các cảm biến nguyên vị giúp mở rộng khả năng quan trắc liên tục, dài hạn và có độ phân giải cao đối với môi trường đại dương sâu.
Quan trắc sinh địa hóa học biển đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu chu trình carbon, biến đổi môi trường sống của sinh vật biển và quá trình vận chuyển vật chất trong đại dương, từ đó cung cấp dữ liệu nền tảng cho nghiên cứu biến đổi khí hậu và an ninh sinh thái biển. Trên thế giới, Mỹ và châu Âu đã sớm triển khai các mạng lưới quan trắc hiện đại dựa trên các nền tảng di động như phao Argo và tàu lượn dưới nước. Trong khi đó, Trung Quốc trước đây chủ yếu dựa vào khảo sát bằng tàu nghiên cứu và các trạm quan trắc cố định, gây hạn chế trong việc theo dõi dài hạn các biến động của biển sâu.
Để khắc phục những hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với nhiều đơn vị khoa học trong nước, bao gồm Phòng thí nghiệm Laoshan, Trung tâm Công nghệ Hải dương Quốc gia, Đại học Hạ Môn và Viện Hải dương học số 2 thuộc Bộ Tài nguyên Thiên nhiên. Các bên đã giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật then chốt như ảnh hưởng nhiễu của môi trường biển, hiệu chỉnh trôi tín hiệu, tự hiệu chuẩn cảm biến, cũng như phân tích phổ đa thành phần và kích thích đa bước sóng.
Từ đó, nhóm đã phát triển thành công một loạt cảm biến có khả năng đo các thông số sinh địa hóa học quan trọng như oxy hòa tan, hydrocarbon thơm đa vòng, diệp lục tố, chất hữu cơ hòa tan có màu, nitrat, bức xạ xuống và độ pH. Các cảm biến này được thiết kế để vận hành lâu dài trong điều kiện biển sâu và cho phép quan trắc đồng thời nhiều yếu tố.
Các thiết bị đã được tích hợp và thử nghiệm trên tàu lượn dưới nước Hải Yến và phao Argo HM 2000 do Trung Quốc phát triển. Kết quả cho thấy hệ thống có thể thực hiện quan trắc hồ sơ đa thông số ở độ sâu lớn trong thời gian dài. Đây là lần đầu tiên quan trắc sinh địa hóa học biển đa thông số dài hạn được triển khai trên nền tảng glider, đồng thời cũng là lần đầu tiên tại Trung Quốc thực hiện quan trắc nguyên vị dài hạn bằng phao Argo với nhiều thông số sinh địa hóa học. Độ chính xác của dữ liệu thu được được đánh giá là tiệm cận các sản phẩm thương mại hàng đầu trên thị trường quốc tế.
Theo các nhà nghiên cứu, thành tựu này cung cấp công cụ quan trọng cho các nghiên cứu về chu trình carbon đại dương, phản ứng của hệ sinh thái biển trước biến đổi môi trường và các nghiên cứu biến đổi toàn cầu. Đồng thời, hệ thống cảm biến và nền tảng quan trắc mới cũng phục vụ các nhiệm vụ khảo sát tài nguyên, môi trường biển sâu và góp phần xây dựng hệ thống quan sát biển ba chiều trong tương lai.
