Bộ đồ JIM giúp Sylvia Earle đi bộ dưới biển sâu như thế nào?

Năm 1979, Sylvia Earle bước đi dưới biển ngoài khơi Oahu, Hawaii, ở độ sâu khoảng 380 mét. Bà có thể làm vậy nhờ JIM: bộ đồ lặn cứng giữ một môi trường áp suất riêng quanh cơ thể, với khí thở được tái tuần hoàn và loại bỏ carbon dioxide. Điều thú vị không chỉ là con người xuống sâu đến đâu, mà là cách một lớp vỏ bảo vệ giúp người quan sát ở lại giữa những sinh vật vốn khó tiếp cận. [1]

Vì sao mang theo khí thở vẫn chưa đủ?

Vấn đề đầu tiên nằm ở áp suất. Nước gây áp lực ngày càng lớn khi người lặn xuống sâu, nên đưa không khí xuống không tự động tạo ra một nơi an toàn để thở. Những chuông lặn thời kỳ đầu từng giữ một túi khí dưới nước, nhưng túi khí bị nén nhỏ dần theo độ sâu. Có không khí và có một không gian thở ổn định là hai việc khác nhau. Muốn đi xa hơn khỏi mặt biển, thiết bị phải giải quyết cả hai, thay vì chỉ kéo dài nguồn khí. [1]

Chặng đi lên cũng đặt ra một bài toán riêng. Khi người lặn thở khí nén dưới áp suất cao, nitơ có thể hòa tan nhiều hơn trong máu và mô; giảm áp quá nhanh có thể khiến khí tạo bong bóng, gây bệnh giảm áp. Vì vậy, khả năng xuống được một độ sâu chưa đồng nghĩa với khả năng trở về an toàn. Hai hướng xử lý cần được phân biệt: thích nghi quy trình thở và di chuyển với áp suất môi trường, hoặc dùng một khoang bảo vệ để cơ thể không phải chịu áp suất bên ngoài theo cách ấy. [1]

JIM đưa điều kiện trên mặt đất xuống biển ra sao?

Bộ đồ JIM thuộc hướng thứ hai. Lớp vỏ cứng tạo một khoang bao quanh người mặc, duy trì áp suất bên trong gần điều kiện trên mặt đất. Có thể hiểu khác biệt cốt lõi như sau: người lặn không trực tiếp sống trong môi trường áp suất của vùng nước xung quanh, mà ở trong một môi trường được thiết bị giữ ổn định. Nhìn từ ngoài, đó vẫn là một người đang đi dưới biển; xét về điều kiện cơ thể phải chịu, lớp vỏ đã tạo một ranh giới rất quan trọng. [1]

Khoang kín còn cần quản lý khí thở. Trong JIM, khí được tái tuần hoàn qua vật liệu hóa học để loại bỏ carbon dioxide do người mặc thở ra. Giữ áp suất và xử lý khí là hai nhiệm vụ bổ sung cho nhau: một nhiệm vụ ngăn môi trường bên ngoài tác động trực tiếp, nhiệm vụ kia duy trì điều kiện bên trong. Nhờ bộ đồ, Earle có thể rời thiết bị lặn đưa bà xuống và di chuyển không cần dây nối lên mặt biển. Sự tự do ấy đến từ hệ thống bảo vệ, chứ không phải cơ thể đã hết chịu những giới hạn của việc lặn sâu. [1]

Những ánh sáng dưới sâu cho biết điều gì?

Trong chuyến đi kéo dài khoảng hai giờ rưỡi, Earle thấy các chớp sáng xanh lam và xanh lục của sinh vật. Một chi tiết nổi bật là san hô tre xuất hiện những vòng sáng chạy dọc thân khi bà chạm vào. Đây là điều bà quan sát được; mục đích của phản ứng ấy lại là câu hỏi khác. Một mô tả có thể ghi nhận thời điểm ánh sáng xuất hiện và hình thức của nó mà chưa giải thích được ánh sáng có vai trò gì trong đời sống sinh vật. [1]

Phân biệt hai lớp thông tin ấy giúp chuyến khám phá trở nên dễ hiểu hơn. Nhìn thấy một phản ứng là bước mở đầu để đặt câu hỏi, không phải lời giải hoàn chỉnh. Trong trường hợp san hô tre, chi tiết đáng nhớ nằm ở mối liên hệ giữa sự chạm vào và những vòng sáng được ghi nhận. Chỉ riêng quan sát đó đã cho thấy một mẫu vật đứng yên không thể truyền đạt toàn bộ điều người nghiên cứu muốn biết: hình dạng là một phần câu chuyện, còn cách sinh vật phản ứng là phần khác. [1]

Ở lại lâu hơn thay đổi cách quan sát thế nào?

Giá trị của thời gian dưới nước đã xuất hiện trong công việc của Earle trước chuyến đi bằng JIM. Khi tham gia chương trình Tektite, bà có điều kiện quan sát lặp lại, nhận ra từng cá thể cá và theo dõi các mối quan hệ trong rạn. Sự khác biệt không chỉ nằm ở số lần nhìn thấy sinh vật. Nhận ra một cá thể qua nhiều lần gặp cho phép nối các quan sát với nhau, thay vì coi mỗi lần xuất hiện như một hình ảnh riêng biệt không có liên hệ. [1]

Có thể hình dung bằng một ví dụ: một bức ảnh khu vườn cho thấy cây nào đứng cạnh cây nào. Quan sát khu vườn vào nhiều thời điểm lại giúp người xem nhận ra nơi nào thường có côn trùng ghé qua, hoặc bóng râm thay đổi ra sao. Hai cách nhìn không thay thế nhau, vì chúng trả lời những câu hỏi khác nhau. Ví dụ này minh họa vì sao thời gian tại chỗ có giá trị: muốn hiểu một mối quan hệ, đôi khi cần nhìn sự việc diễn ra, thay vì chỉ nhìn những đối tượng có mặt.

Ai quyết định công nghệ được dùng vào việc gì?

Khả năng tiếp cận đại dương không phát triển chỉ vì nhu cầu nghiên cứu. Bài viết của Distillations ghi nhận vai trò lớn của ngành dầu khí ngoài khơi trong lịch sử công nghệ lặn. Sau chuyến đi bằng JIM, Earle và kỹ sư Graham Hawkes muốn phát triển một tàu lặn có người lái phục vụ nghiên cứu, nhưng không tìm được tài trợ phù hợp. Họ chuyển sang phương tiện điều khiển từ xa để kiểm tra và bảo dưỡng giàn khoan. Mục tiêu ban đầu và công việc được đầu tư cuối cùng đã khác nhau. [1]

Bước ngoặt ấy đặt cạnh nhau hai câu hỏi thường bị nhập làm một: thiết bị có thể làm gì, và ai sẵn sàng trả tiền để nó làm việc đó? Một ý tưởng mở rộng thời gian nghiên cứu vẫn cần nguồn lực để thành phương tiện hoạt động. Bởi vậy, lịch sử khám phá không chỉ là lịch sử vượt qua trở ngại kỹ thuật. Bộ đồ quanh Earle giúp bà tiếp cận một thế giới khó nhìn thấy; câu chuyện sau chuyến đi cho thấy cơ hội tiếp tục quan sát còn phụ thuộc vào những lựa chọn đầu tư trên mặt nước. [1]