Sông Colorado (p4)
6 - Biến đổi nó : hãy lấy đi muối mặn để giải khát thế giới
Thách thức . 70% mặt đất thế giới là chất lỏng, thế nhưng hiếm hoi nước đã ảnh hưởng tới hơn1 tỉ người mỗi năm. Kể từ thập niên 1970, tiêu chuẩn vàng kim cho lọc hết muối , làm ngọt nước là thấm thấu ngược - reverse osmosis , trong đó các bơm to lớn đẫy nước biển qua những màng giúp các phân tử nước đi ngang qua, nhưng chặn muối lại . Tiến trình hửu hiệu , vì nó lấy đi 99 % muối, nhưng lại đắt tiền và cường tính năng lượng. Nói một cách khác, kỷ thuật lấy muối đi làm trầm trọng thêm thay đổi khí hậu và khủng hỏang nước tệ hại thêm, khi lại muốn giải quyết vấn đề.
Ý kiến lớn lao . Bằng cách làm đòng bẩy điện thay vì dùng sức lực , kỷ sư Kyle Knust , sinh viên tiến sĩ về hóa học phân tích tại Viện Đại học Texas ở TP Austin, tạo ra một phương cách hửu hiệu năng lượng, lọai muối ra khỏi nước mặn , dùng một dòng điện. Linh kiện của ông gọi là Miếng Nước - Waterchip ( đủ nhỏ để đặt vào lòng bàn tay ) và nước chảy ngang qua đó dọc theo một kênh vi tiểu dạng Y. Một điện cực phát ra một tính điện nơi Y phân chia, tạo thành một trường điện, đẫy muối xuống một nhánh kênh như thể là một lọai nước mặn cô đặc. Nước đã lọai muối đi chảy ra từ nhánh kia. Tony Frudakis, giám đốc điều hàng Okeanos , một hảng mới thành lập ở vùng Cincinnati, đã mua môn bài linh kiện. Một waterchip lấy đi 25% muối khỏi nước biển và sản xuất ra chỉ một nhỏ giọt . Ông nói rằng kỷ thuật có thể tăng kích thước vô hạn định. Chạy vài Waterchips theo từng lọat có thể làm ra sản xuất tuần tự thuần khiết hơn và dựng song song hàng triệu linh kiện có thể trên lý thuyết sản xuất nhiều nước ngọt như một nhà máy thấm thấu ngược khổng lồ, mà chỉ tốn phân nữa năng lượng thôi.
7- Khám phá nó : một gói phản lực - jetpack cho các thợ lặn
Họa kiểu cho các người lặn Lực lượng Đặc Biệt Hoa Kỳ, những đôi bốt phản lực Jetboots Patriot3 thật là độc đáo trong số các linh kiện đẩy tới cá nhân, vì chúng để cho hai tay tự do và cung cấp lanh lẹ như một sinh vật biển. Hai phần cánh đẩy- propellers , treo trên môt yên vòng lưng và cột vào đùi, có thể đẩy người lặn xa gần 4 nút, nơ - knot . Một bình điện lithium đeo ở gói nhỏ nhất có thể kéo dài đến 4 giờ. Có thể dùng các jetboots để bơi quanh các rùa biển, lẫn lộn với các đàn cá và hù dọa đời sống của hai người lặn đang cố làm việc ở nước cạn hơn. Để đúng hướng, bạn chỉ cần nghiêng đầu hay cong lưng để cuộn tròn như một chó biển, hải cẩu. Đem theo mang , có lẽ bạn không bao giờ muốn trồi lại lên mặt biển. Dù rằng jetboots làm cho quân sự, hệ thống có một số ứng dụng dân sự. Các nhà khoa học dùng nó để đi ngang qua những rặng san hô rộng lớn hay theo dấu đời sống biển. Các người lặn cứu vớt hay các nhà kiếm tài liệu có thể thao diễn trong khi vẫn sử dụng được cả 2 tay ( và hòan tất kiểm sóat lớn hơn là các hệ thống đẩy lắp trong xe tăng ). Các người lặn tiêu khiển có thể thám hiểm nhiều rặng san hô hơn, các hang động và các đồ bị chìm đắm. Đóng lại, yên với 2 cánh đẩy cùng một bình điện, có những phương cách hòan tòan khác nhìn đại dương. Ngay bây giờ, giá những cái nhìn này rất đắt : hệ thống có thể lên đến hàng chục ngàn đô la. Nhưng Patriot3 nói là đang dự tính tạo ra một dịch bản tiêu khiển rẽ tiền hơn vào mùa hè 2014. Hệ thống mới có thể chứa ít điện hơn, đời sống bình điện và mức bền lâu cũng kém hơn. Nhưng chắc chắn là nó cống hiến một nồng lượng kinh nghiệm tương tự như cá vậy.
8. Hãy bảo vệ nước: một con cá có thể cứu cả Nam Cực
Một lòai bắt mồi thái cổ kiểm sóat trong bóng tối nước lạnh như nước đá vùng biển Roos Sea Nam Cực, có những protêin kháng đông giá chạy qua máu . Một thần tượng của Đại Dương Phía Nam, lòai cá răng - toothfish Nam Cực là một nối kết chủ yếu ở mạng lưới thực phẩm của sinh thái xa xưa nhất hành tinh Trái Đất . Từ năm 1996, cá này cao giá ở ngành ngư sản, gọi thịt nó là “vàng kim trắng”.
Mùa 2011- 2012 , 15 tàu của 6 quốc gia đáng được khỏang 3500 tấn cá răng Nam Cực từ biển Ross Sea ( hiện có 8 quốc gia đăng ký tàu đánh cá vùng này) . Hơn phân nữa đánh bắt này bán cho Hoa Kỳ, nơi cá bán ( song song với cá răng vùng biển Patagonian ) dưới tên dễ ăn hơn là Cá Vược biển Chí Lợi -Chili sea bass đến gía 25 $ một cân Anh . Cá răng chỉ lớn thêm 1cm một năm , cho nên các nhà khoa học e ngại là lòai cá này không chịu đựng nổi áp lực . Từ năm 1972 đến năm 2011, các nhà khoa học đã bắt hơn 5000 con cá răng Nam Cực ở biển Ross Sea . 85% cá bị ghi thẻ - tagged rồi được thả ra. Mức phong phú và điều kiện thân thể cá răng khởi sự giảm bớt khi một ngành ngư sản thuơng mãi được thiết lập ở biển này giữa năm 1990.
Cá răng Nam Cực có thể dài hơn 6.5 bộ (1.95 m ) và nặng hơn 300 cân ( 135 kg ) . Cá sống đến 50 năm n hưng chỉ trưởng thành dục tính khi lên 10 tuổi , bằng thời gian chúng được xem là có kích thước thương mãi lý tưởng. Giới hạn đánh bắt cá ở Nam Cực do Ủy Ban Bảo tồn các Tài nguyên Đời sống Biển Nam Cực, một cơ quan quản trị gồm 24 quốc gia và Hiệp hội Âu Châu, thiết lập. Ba đề nghị thành lập Vùng Biển Bảo vệ ở biển Ross Sea cho đến nay đã thất bại, vì Nga phản đối. Ủy Ban sẽ họp lại để bỏ phiếu cho đề nghị thứ 4 vào tháng 11 năm 2014. Do Hoa Kỳ và Tân Tây Lan - New zealand hổ trợ, đề nghị mới sẽ tạo ra một vùng Bảo Vệ kích thước lớn rộng khỏang ⅓ số 3.6 triệu dặm Anh vuông ( 9 .3 triệu km2 ) diện tích Ross Sea sẽ cấm đánh cá thương mãi, trong khi vẫn cho phép các nhà khoa học đánh bắt một số cá răng cưa Nam Cực giới hạn ở một vùng đặc biệt dành cho khảo cứu.
Ở tình trạng hiểm nghèo này là tất cả giới động vật Nam Cực . Lấy đi cá răng sẽ hòan tòan thay đổi sinh thái, theo nhà sinh học biển David Ainley, một ảnh hưởng sẽ xuống tận lòai cá làm mồi như cá bạc - silverfish và lên đến các lòai bắt mồi như cá ông và chó biển . Biển Ross Sea đại diện cho sinh thái thềm lục địa cuối cùng của Trái Đất , không bị con người xả rác rưới . Và nó đã khều lên một món xa xĩ phẩm ít người đủ tiền thưởng thức. Bảo vệ cá răng sẽ cứu vớt được biển .
9 - Suy nghĩ lại vấn đề nước
Muốn giải quyết vấn đề nước , chúng ta cần giải quyết năng lượng. Trong số người làm chánh sách, ai đó trao qua trao lại về từ “ Mối liên hệ nước và năng lượng - water energy nexus” . Tương tự nhiều cách nói ọp ẹp - wonk speak, đúng là một cách phức tạp biểu hiện một liên quan đơn giản. Sản xuất năng lượng đòi hỏi một số lượng nước to lớn, giống như khi tưới tiêu ruộng vườn. Và sản xuất nước đòi hỏi rất nhiều năng lượng, để bơm, chửa trị và chuyên chở nước. Chúng thảy đều tương tác lẫn nhau. Báo Khoa học Phổ thông đã hỏi Michael Knotek , phụ tá thứ trưởng về Khoa học và Năng lượng bộ Năng lượng Hoa Kỳ- DOE cách nào làm kế họach tương lai.
Hỏi : vậy chớ tại sao phải lo ngại về mối liên hệ nước và năng lượng?
Trả lời : nếu nhìn quanh thế giới, mối liên hệ nước và năng lượng là điều thứ nhất các quốc gia ngọai quốc nói đến, đặc biệt các quốc gia chậm tiến, chưa mở mang. Trong 40 năm tới , chúng ta sẽ có dân số gia tăng và một hệ thống khí hậu đang tiến trào. Cho nên chúng ta sẽ đối diện một lọat thách thức luôn luôn tiến trào. Điều này có thể tạo dựng những vấn đề to lớn địa lý chánh trị. Nếu ông bạn muốn biết nơi nào các tranh chấp lớn trên thế giới sẽ xảy ra , bạn đến những nơi hiện chúng sắp xảy ra . Chẳng hạn ở nhiều vùng Ấn Độ và Trung Quốc những nơi hiện thời đang tùy thuộc rất ít nguồn nước. Họ có thể bị ảnh hưởng nặng nề vì thay đổi khí hậu. Khi dân số gia tăng và hiệu năng kinh tế lên cao hơn , họ càng đến gần hơn điểm khủng hõang , gần nhiều hơn là Hoa Kỳ.
Hỏi : Nay Hoa Kỳ ra sao ?
Trả lời : Miền Tây Hoa Kỳ có những vấn đề tương tự. Cách nào đây Hoa Kỳ sẽ xử lý đòi hỏi nước , khi dân số gia tăng và các mô hình khí hậu nói là vùng này sẽ đối diện mhiều vấn đề trầm trọng ? Chúng ta phải sửa sọan cho tòan quốc giải quyết điều này . Rất có thể chúng ta phải di chuyễn rất nhiều nước qua khắp Hoa Kỳ trong vòng 30 - 50 năm tới.
Hỏi : Nơi nào chúng ta bắt đầu đây ?
Trả lời : Điều thứ nhất cần làm là nhìn đến các thách thức to lớn. Đó là mọi cách từ các vật liệu nằm bên dưới các kỷ thuật mới đến các phân tích các hệ thống. Nhưng chúng ta cũng cần đến các hệ thống dữ liệu và xử lý dữ liệu, để hiểu biết bề mặt chung - interface nước và năng lượng khắp xứ. Một khi chúng ta đã biết nó, câu hỏi là liệu chúng ta làm gì về nó ?
Hỏi : Vậy chớ Bộ Năng lượng DOE đang làm gì ?
Trả lời : Chúng tôi có một nhóm kỷ thuật quanh vấn đề nước và năng lượng, cắt ngang qua tất cả những chương trình của chúng tôi. Nó cũng tương tác với hệ thống la bô quốc gia Hoa Kỳ . Làm ngọt nước mặn là một khía cạnh to lớn của điều nước và năng lượng. Chúng tôi cũng đang xem xét các hệ thống điện mới cho chu kỳ nhiệt điện chẳng hạn, siêu cực trọng carbon dioxide để chống đối với hơi nước chạy các tua bin ở các nhà máy điện. Đa số điện tái sinh , ngọai trừ thủy điện, không cần có nhiều nước. Và cũng có nhiều nước thu hồi, hay sản xuất tỏ ra có thể sử dụng được . Trong trường hợp lấy dầu nứt gảy - fracking, nơi nước là vấn đề , dân gian đã học hỏi cách nào dùng lại nước và một cách khác chửa trị nó.
Hỏi : Vậy thay đổi khí hậu lọt vào chỗ nào ?
Trả lời : Nếu bạn có thế giới nhiều ảnh hưởng khí hâu hơn trong tươnglại bạn sẽ phải có nhiều hạn hán và ngập lụt hơn. Cho nên tất cả mọi điều phải cứng rắn thêm lên với khí hậu cực kỳ khốc liệt. Đây là một đặc điểm của mọi hệ thống chúng ta . Hãy nhìn xem việc gì dã xảy ra với bảo tố cuồng phong Hurricane Sandy. Dù cho đó là khí hậu thay đổi hay không thay đổi gây tranh luận, những gì nó làm ra đã chứng minh là các dân số bờ biển và hạ tầng cơ sở Hoa Kỳ rất dễ bị tổn thương . Nó đến nơi và gây rối tung, bừa bải.
Hỏi : Chúng ta còn làm gì hơn được nữa không?
Trả lời : chúng tôi cố giải quyết vấn đề các hệ thống năng lượng mới cho hơn 40 năm tới.
Tư tưởng luôn luôn là nếu bạn hiểu biết các vấn đề, bạn có thể giải quyết chúng. Nhưng bạn cần hiểu biết chúng trước đã . Và bạn cần có một cảm giác khẩn cấp . Chúng ta phải bắt đầu sửa sọan cho tương lai. Chúng ta không phải chỉ húyt gió ngang qua nghĩa trang.
10 - Công nghệ nước: Xây dựng những mạch vòng hòa tan giúp chấm dứt phế thải Điện tử - E Waste
Thách thức. Mỗi con người trên hành tinh Trái Đất mỗi năm thải ra 43 cân Anh ( 19.3 kg ) phế thải điện tử . Liên Hiệp Quốc tiên đóan là đến năm 2017, con số này sẽ tăng thêm 30% . Phế thải lớn nhất là ở Trung Quốc , nơi dân địa phương đốt cháy chúng , trích các kim lọai kiếm có qúi báu. Theo tiến trình họ hít phải vài hóa chất rất độc hại hiện hửu. Các nhà khảo cứu Viện đại học bang Oregon nói rằng các thôn dân sống gần nơi vất đổ chất đống phế thải điện từ này sẽ bị hiểm nguy ung thư 1.6 lần hơn các cư dân đô thị sống ở các thị trấn ô nhiễm đến mức các hạt tử che khuất cả Mặt Trời.
Ý Kiến to bự. John Rogers , nhà khoa học vật liệu Viện đại học Illinois , thị trấn Urbana - Champaign, đã tạo ra những giải băng silicon chỉ dày 35 nanô mét, mỏng đến nổi chúng có thể hòa tan trong ít hơn 1 miilimét nước . Phối hợp những giải băng này với magnesium và tơ lụa , ông tạo ra các mạch vòng thóai hóa an tòan bên trong thân thể con người . Những mạch vòng này có thể đưa tới một thời đại mới các linh kiện y khoa sinh học thông minh. Nhưng Rogers nói thêm là chúng chỉ là bước đầu tiên làm giảm bớt phế thải điện tử. Nay ông bắt đầu làm công nghệ - engineering chế tạo các mạch vòng hội nhập và các ăng ten có thể hòa tan được. Năm tới , ông nhắm tạo ra các thẻ xác định tần số rađiô hòa tan được. Mark Allen, kỷ sư cơ học điện tử Viện đại học Pennsylvania, nói là hãy tưởng tượng những linh kiện thóai hóa sinh học được píup dân gian thảy vất đi các viên co dãn như giấy báo vậy .
11 - Tháo lõng xích nuớc đi: chánh sách thoát ly
Đơn thuốc tạo ra một hành tinh ở được tỏ ra rất đơn giản . ChỈ cần thêm nước và các khí khí quyễn . Sao Hỏa - Mars có cả hai thứ và đó là di vật cách đây 4 tỉ năm , khi Sao Hỏa ấm áp và ẩm ướt . Theo Chris McKay , nhà sinh học thiên văn NASA, khí nói đến Mars và chỉ có ở Mars, ý niệm hình thành ra đất đai - terraforming không còn là vương quốc khoa học ảo tưởng nữa rồi. Con người có thể làm ấm Địa Cầu và phục hồi một khí quyễn dày trong vòng vài chục năm, nhưng sản xuất ra các mức thở được oxygen ( dưỡng khí ) cần đến 100 000 năm với kỷ thuật tốt nhất ngày nay : đó là cây cối , thực vật. Các sáng chế mới có thể trên lý thuyết chạy mau theo đó nữa . Laurin Leshin, nhà hóa học địa lý cho nhóm “ Tò mò về Sao Hỏa - Mars Curiosity” nói : “ tránh ra khỏi đất liền là khẩn thiết cho các nhà thám hiểm nhân lọai dài hạn , ngòai xa Trái Đất . Chúng ta cần hình dung cách nào chúng ta làm cái ngữ này!”
Bước thứ nhất tiến trình : Tăng gia nhiệt độ. Nhiệt độ trên Sao Hỏa quanh quẩn ở - 80 độ F (Điểm đông 0 độ C là 32 độ F; Điểm âm tuyệt đối là - 273 .15 độ C , -459.67 độ F ) , nhưng chúng ta có thể nâng cao lên bằng cách đưa vào các khí nhà kiếng . McKay nói : Chúng ta biết cách nào hâm nóng các hành tinh . Điều này làm cho việc hình thành đất đai cỏ thể thực hiện . Đất Sao Hỏa giữ các khối xây dựng perfluorocarbon- PFC . Chúng ta có thể làm các nhà máy trích chúng ra sử dụng nhiệt lượng cao . Bơm PFC vào khí quyễn Sao Hỏa sẽ đá mạnh khởi sự hâm nóng , và khi mặt Sao Hỏa tan chảy , Sao Hỏa sẽ giảitỏa ra carbondioxide bị đông giá thành các chóp nước đá và đât các cực . Khí này sẽ gia tốc việc hâm nóng bằng cách chụp bẩy năng lượng mặt trời phản chiếu , như ở Trái Đất vậy đó !
Bước thứ hai là xây đắp khí quyễn. Ngày nay , khí quyễn Sao Hỏa chỉ dày có 1% khí quyễn Trái Đất, nhưng các nhà khoa học tin tưởng là trước đây nó dày hơn nhiều. Xây đắp lên thêm 30% sẽ đủ để cho nước ở dạng lõng. Tháng 11 năm 2014 , vệ tinh Maven sẽ lấy mẩu phần trên khí quyễn Sao Hỏa để xét xem các khí đã thóat ra ngòai . Nếu Co2 phản ứng cùng các nguyên tố bề mặt Sao Hỏa khóa kín chúnglại trong đất thì sự hình thành đất đai rất yếu kém. Theo Bruce Jakosky, nhà khoa học dẫn đạo Maven , số phận tương tự cũng xẩy ra với bất cứ gì chúng ta giải tỏa . Nhưng nếu các tia cực tím - ultraviolet rays hay gió mặt trời phá hủy các khí hay thổi bay chúng ra xa, xây đắp một khí quyễn có cơ thực hiện. Những tiến trình này mạnh mẽ hơn trong quá khứ, khi mặt trời trẻ tuổi hơn.
Bước thứ ba là giải tỏa nước. Hành tinh Đỏ - Sao Hỏa có thể như là khô nẻ , nhưng các sứ mệnh liên tiếp xác nhận là Sao Hỏa chứa đầy nước. Vệ tinh Mars Renaissance Orbiter làm hình ảnh các đặc điểm gần xích đạo Sao Hỏa , gợi ý rằng có dòng nước chảy mùa xuân và mùa hè . Các radar qủy đạo chỉ dẫn là có thể có những hồ chứa to lớn nước đông gíá phía dưới đất. Thật tế , xe Curiosity rover xác nhận là Mars chứa chừng 2 panh ( pint = 0. 45lít ) nước cho mỗi bộ khối ( 0,028 m3 ) chất dơ bẩn. Leshin cho biết là nước dưới chân bạn ở nhiều nơi, và như thế rất thuận tiện vì chúng ở ngay trên mặt đất. Khi các trầm tích tan chảy , chất lỏng có thể thu thập vào các hồ chứa để làm nước uống hay xài cho nông nghiệp .Còn có thể là một chu kỳ nước hổ trợ cây cối và làm các trận mưa trên Sao Hỏa .
( Irvine , Nam Ca Li - Hoa Kỳ , ngày 29 tháng 5 năm 2014 )
|
