Siêu máy bay, vệ tinh giúp lập bản đồ các rạn san hô bị che khuất ở Ca-ri-bê (19-03-2019)

Từ trên cao, máy bay do nhà sinh thái học Asner tại Viện Khoa học Carnegie ở Stanford, California có thể giúp con người nhìn thấy toàn bộ các rạn san hô và các đầu san hô riêng lẻ một cách chi tiết. Chiếc máy bay này chứa gần một tấn cảm biến và máy tính cho phép nó xác định, ở độ phân giải 10 cm (4 inch), không chỉ là địa điểm của san hô mà còn cả tình trạng phát triển và thậm chí cả loài của san hô.
Siêu máy bay, vệ tinh giúp lập bản đồ các rạn san hô bị che khuất ở Ca-ri-bê
Ảnh minh họa

Asner cho biết đây là công nghệ đầu tiên được NASA phát triển để từ nghiên cứu thành phần hóa học của các hành tinh thành công cụ mạnh nhất cho khoa học bảo tồn trên Trái đất: Đài quan sát trên không Carnegie (CAO ), như cách gọi loại máy bay này.

Ông Asner nói với Mongabay: Các rạn san hô Ca-ri-bê đang bị ảnh hưởng bởi bão, tẩy trắng san hô và ô nhiễm. Nhưng CAO có thể nhìn thấy những mảng san hô còn sót lại có thể giúp phục hồi hệ thống này.

Chuyến bay là một phần của nhiệm vụ tạo ra bản đồ các rạn san hô có độ phân giải cao đầu tiên trên khắp vùng biển Ca-ri-bê. Ngoài CAO, hơn 100 vệ tinh, máy bay không người lái và thợ lặn sẽ đóng góp dữ liệu vào bản đồ, tích hợp các lớp thông tin ở nhiều tỷ lệ. Dự án này là sự hợp tác giữa Dự án Rạn san hô mới của Asner, nơi nghiên cứu các rạn san hô trên khắp thế giới; nhóm bảo tồn thiên nhiên có trụ sở tại Arlington, Virginia; và công ty vệ tinh tư nhân có trụ sở tại San Francisco.

Bản đồ kết quả của các rạn san hô ở khu vực Ca-ri-bê sẽ giúp những người ra quyết định xác định các ưu tiên hàng đầu để bảo tồn.

Các bản đồ hiện tại của vùng Ca-ri-bê hoặc bỏ qua các rạn san hô hoặc bị lỗi thời, điều này cản trở các chính phủ tìm cách bảo vệ tài nguyên thiên nhiên ngoài khơi. Nhiệm vụ lập bản đồ mới sẽ thiết lập các đường cơ sở để các nỗ lực giám sát liên tục có thể theo dõi những thay đổi về sức khỏe và phân phối rạn san hô theo thời gian.

Tyler Smith, một nhà sinh thái học rạn san hô tại Đại học Quần đảo Virgin ở St. Thomas, nói với Mongabay: “Bản đồ san hô tốt nhất ở vùng biển Ca-ri-bê rất cơ bản. Họ đã tạo ra bằng cách nhìn vào độ sâu của nước và sau đó ngoại suy nơi chúng ta dự đoán có các rạn san hô. Kết quả là, rất thiếu tài liệu về nhiều rạn san hô này”.

Các đánh giá về sức khỏe san hô chỉ nói về khoảng 1% các rạn san hô ở vùng biển Ca-ri-bê.

Theo Smith: “Những bản đồ này sẽ cho chúng ta thấy sức khỏe của các rạn san hô Ca-ri-bê ở quy mô và độ phân giải mà chúng ta chưa từng có trước đây. Đối với các nước kém phát triển, điều này có thể giúp họ hình dung được tài nguyên san hô của mình, điều này có thể tạo ra nhiều sự hỗ trợ hơn cho việc bảo tồn”.

Mặc dù thiếu rất nhiều dữ liệu hiện có, nhưng rõ ràng các rạn san hô Ca-ri-bê đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Theo một báo cáo năm 2012 của IUCN, một sự suy giảm bắt đầu vào những năm 1970 đã phá hủy 59% diện tích san hô trên biển. Hai loài san hô xây dựng rạn san hô quan trọng nhất của khu vực là elkhorn (Acropora palmata) và staghorn (Acropora cervicornis), đã giảm hơn 90% trong thời gian đó - cả hai đều bị liệt vào danh sách bị đe dọa nghiêm trọng theo Đạo luật về các loài có nguy cơ tuyệt chủng của Hoa Kỳ và đang bị đe dọa nghiêm trọng theo IUCN.

Áp lực gia tăng từ gần 44 triệu người sống gần bờ biển, đánh bắt quá mức, ô nhiễm ven biển, biến đổi khí hậu và các loài xâm lấn đã thúc đẩy sự suy giảm. Ba sự kiện tẩy trắng san hô toàn cầu khổng lồ vào năm 1998, 2005 và giữa năm 2014 và 2017 cũng đã tác động mạnh đến vùng biển Ca-ri-bê. Sau đó, năm ngoái, các cơn bão Irma và Maria đã kết hợp gây thiệt hại đến các rạn san hô còn lại của khu vực.

Theo Asner, việc xác định vị trí cố định của san hô phát triển mạnh là rất quan trọng để đảm bảo sự bảo vệ và sự sống sót của chúng. Những khu vực này có thể được nghiên cứu để có cái nhìn sâu sắc về những gì cho phép san hô ở đó tồn tại. Bằng cách sử dụng các vệ tinh, cảm biến trên không tiên tiến, máy bay không người lái và thợ lặn, dự án lập bản đồ toàn diện này có khả năng xác định vị trí các túi san hô khỏe mạnh này kịp thời để bảo vệ chúng.

Ông Asner cho biết: Về mặt toàn cầu, chúng tôi chỉ biết vị trí của các rạn san hô chính xác đến 50%. Những bản đồ này sẽ cho chúng ta thấy những điều tốt và xấu của các rạn san hô ở vùng biển Ca-ri-bê: nơi chúng đang phát triển mạnh, nơi chúng bị hư hại và nơi chúng bị tẩy trắng hoặc bị phá hủy bởi cơn bão.

Asner đã dành nhiều năm để phát triển CAO, hiện đang được tích hợp vào công nghệ viễn thám tiên tiến nhất thế giới. CAO cho phép nhóm Asner sắp xếp hình ảnh nhanh chóng cho toàn bộ hệ sinh thái vượt ra ngoài những gì mắt người có thể nhìn thấy mà không phải bỏ qua chi tiết. Ông đã sử dụng CAO để nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới, đa dạng sinh học và thay đổi sử dụng đất, trong số các mục tiêu khác.

Các chuyến bay CAO, là trung tâm của sáng kiến ​​lập bản đồ Ca-ri-bê. Khi nó bay qua rạn san hô Dominican, một thiết bị có tên LiDAR (Phát hiện ánh sáng và Định vị) đã bắn tia laser đôi 500.000 lần mỗi giây để tạo ra hình ảnh 3D với độ phân giải xuống từng đầu san hô. Một cảm biến khác, được gọi là máy quang phổ, đã tách rời ánh sáng được phản chiếu bởi san hô, mà nhóm Asner có thể sử dụng để xác định sức khỏe và thậm chí cả loài của nó.

Smith cho biết: “Chúng tôi biết một số loài san hô có khả năng chống chịu tốt hơn những tác động của con người. Những bản đồ này sẽ cho chúng ta tìm thấy những loài đó. Một khi CAO tìm thấy những loài này, chúng có thể được nghiên cứu và nhân giống trong các vườn ươm san hô để giúp phục hồi các rạn san hô bị hư hại.”

Nhóm Asner sắp phát triển một mức độ phân tích sâu hơn về dữ liệu phổ kế có thể chọn ra sự khác biệt di truyền trong các loài chủ chốt như san hô elkhorn và staghorn. Tìm ra sự khác biệt di truyền tinh tế cho phép một số cá thể sống sót khi những cá thể khác chết có thể giúp các nhà lai tạo san hô tăng tốc khả năng thích nghi của những loài đó với tốc độ thay đổi nhanh chóng của hành tinh chúng ta.

Theo Luis Solórzano, Giám đốc điều hành của Chương trình Bảo tồn thiên nhiên Ca-ri-bê: Các chuyến bay CAO là một mỏ vàng dữ liệu. Có một bức tranh rõ nét về địa điểm các rạn san hô và sức khỏe của chúng, cải thiện khả năng bảo vệ và quản lý các hệ sinh thái này.

Việc giải thích dữ liệu mà CAO tập hợp sẽ được hướng dẫn bởi các khảo sát dưới nước. Các thợ lặn trong nhóm Asner, xác định vị trí các mảng san hô sống và sử dụng máy quang phổ chống nước nhỏ, tạo ra một thư viện dấu vân tay độc đáo của ánh sáng được phản ánh bởi mỗi loài. Các siêu máy tính sau đó có thể sử dụng thư viện để giải mã dữ liệu CAO và tiết lộ loài nào có mặt. Sử dụng một cách tiếp cận tương tự, các bản đồ do CAO tạo ra sẽ đóng vai trò là một thư viện để giải thích sự khác biệt tinh tế về màu sắc trong các hình ảnh từ các vệ tinh có kích thước bằng chiếc máy ảnh.

Ông Asner cho biết: Khi các lớp dữ liệu được xác minh này khớp với hình ảnh của hành tinh, màu sắc trong những bức ảnh vệ tinh thông thường này trở nên sống động và có thể cho chúng ta biết nhiều hơn về rạn san hô.

Cách tiếp cận sẽ cho phép dự án mở rộng chi tiết được ghi lại bởi CAO tới toàn bộ vùng biển Ca-ri-bê mà không cần CAO bay từng km vuông của đại dương.

“Chúng tôi hy vọng sẽ tạo ra một bước nhảy vọt ở đây bằng cách ghép các hình ảnh vệ tinh với dữ liệu chân thực và các quan sát chi tiết từ CAO”.

Cho đến nay, CAO đã thực hiện các nhiệm vụ ở St. Croix ở Quần đảo Virgin thuộc Hoa Kỳ và Cộng hòa Dominica. Nếu thời tiết cho phép, CAO bay hai lần một ngày trong 25 ngày liên tục.

Tại St. Croix, nhiệm vụ CAO bao gồm đánh giá thiệt hại do bão Irma và Maria gây ra cho các rạn san hô và giúp đo lường sự bảo vệ bờ biển mà các rạn san hô khỏe mạnh cung cấp trong cơn bão. Tại Cộng hòa Dominica, các chuyến bay cũng phục vụ để lập bản đồ các rạn san hô trong một khu vực bảo tồn biển mới gần 8.000 kilômét vuông (3088 dặm vuông) gọi là Arrecifes del Sureste. Các bản đồ được tạo bởi nhóm Asner, sẽ hướng dẫn quản lý khu vực được bảo vệ, từ việc xác định vùng cấm cho ngư dân đến chọn ra các mảng san hô bị hư hỏng để phục hồi.

HNN (Theo mongabay)

Ý kiến bạn đọc

Tin khác