ArchiREEF, công ty con của Đại học Hồng Kông cho biết họ có một giải pháp thay đổi điều này: công ty sẽ thiết kế gạch đất nung in 3D để giúp san hô phát triển và phục hồi cuộc sống đa dạng ở đại dương. ArchiREEF được sáng lập vào năm 2020 bởi giáo sư sinh vật biển David Baker và nghiên cứu sinh tiến sĩ Vriko Yu. Công ty hy vọng ý tưởng của mình có thể giúp những tảng san hô "kiên cường hơn" trước vấn đề biến đổi khí hậu.

Chạm đáy

Được tìm thấy ở vùng nước nông, ấm, các rạn san hô chỉ chiếm chưa đến 1% đáy đại dương nhưng là nơi cư trú của hơn 25% sinh vật biển. San hô, loài động vật không xương sống, sống trong các quần thể rộng lớn dưới nước tạo thành các rạn san hô, đã tồn tại ở Hồng Kông trong hàng nghìn năm, nhưng vấn đề ô nhiễm và khai thác san hô vô tội vạ đã tàn phá số lượng san hô khổng lồ.

Baker và Yu đã cố gắng phục hồi nguồn san hô tại Công viên Biển Hoi Ha Wan kể từ năm 2016 với sự hợp tác của Cục Nông nghiệp, Thủy sản và Bảo tồn (AFCD).

Hoi Ha Wan, hiện là khu bảo tồn ven biển ở phía bắc Hong Kong, từng là địa điểm khai thác khá nhiều san hô để làm vật liệu xây dựng. Theo Baker, điều này đã tạo ra rào cản lớn đối với việc phục hồi vì "phần đáy cứng của đáy biển đã bị khai thác hết," chỉ còn lại cát và đá vụn.

Nhóm nghiên cứu cần tạo ra một "đáy" mới để giúp san hô phát triển. Kết hợp với khoa kiến trúc của trường đại học, họ bắt đầu phát triển một rạn san hô nhân tạo bằng cách sử dụng công nghệ in 3D của trường đại học.

Rạn san hô nhân tạo này được làm từ những viên gạch có chiều rộng khoảng 61 cm, mô phỏng hình dạng tự nhiên của thú mỏ vịt, được gọi là "san hô não". Yu cho biết: “Các đường rãnh ngoằn ngoèo như mê cung của rạn san hô này thu hút các sinh vật biển đến làm tổ hoặc làm nơi trú ẩn khỏi những kẻ săn mồi”.

Sau khi được đặt trong nước, nhóm nghiên cứu sẽ gắn những mảnh san hô con tự nhiên lên tấm gạch san hô nhân tạo bằng keo không độc hại. Hình dạng của viên gạch san hô nhân tạo giúp san hô tự nhiên có không gian phát triển, thu hút các sinh vật biển đến xây dựng “nhà” trong các rạn san hô.

Hơn 130 viên gạch trong số này đã được lắp đặt dưới đáy biển  Công viên biển Hoi Ha Wan vào mùa hè năm 2020, và công ty ArchiREEF ra đời từ đó.

Thương mại hóa

Gạch in 3D chỉ là một phần nhỏ trong mô hình kinh doanh của ArchiREEF. Sau khi thu hút các khách hàng doanh nghiệp và chính phủ tài trợ cho dự án, ArchiREEF sẽ xác định một địa điểm để phục hồi san hô bằng việc lắp đặt gạch men rạn san hô 3D nhân tạo, tiếp tục quản lý khu vực đặt gạch san hô trong tối đa 5 năm, đồng thời theo dõi sự phát triển và đa dạng sinh học của rạn san hô.

Yu cho biết, các rạn san hô nhân tạo thông thường, chẳng hạn như cấu trúc bê tông chìm, thường chỉ thay thế chức năng của san hô như một môi trường sống cho sinh vật biển, trong khi ArchiREEF muốn cung cấp thêm "nền tảng" cho san hô tự nhiên phát triển. Cuối cùng, san hô con tự nhiên sẽ đủ mạnh để tự chống đỡ mà không cần đến lớp nền bên dưới, thứ mà có thể bị vỡ do các thợ lặn hoặc sẽ bị xói mòn một cách tự nhiên.

Baker nói rằng ArchiREEF có thể giúp san hô mọc lại ở những khu vực mà san hô đã hoàn toàn biến mất. Các nhà khoa học dự đoán rằng nhiệt độ đại dương ấm lên và hiện tượng dòng nước ngày càng có tính axit có thể phá hủy tới 90% rạn san hô trên toàn cầu trong 20 năm tới.

Một cách tiếp cận 'sáng tạo'

Pui Yi Apple Chui, một nhà nghiên cứu phục hồi san hô tại Đại học Trung Quốc Hồng Kông, cho biết: Các công ty như Reef Design Lab và D-Shape có trụ sở tại Úc trước đây cũng từng sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra môi trường sống dưới nước. Nhưng việc sử dụng đất sét, một vật liệu tự nhiên và không độc hại của ArchiREEF mang tính "sáng tạo" cao.

Không giống như bê tông, đất sét có tính axit nhẹ, giống như san hô và có thành phần hóa học tương tự như đá ngầm thật. Công nghệ in 3D cũng cung cấp khả năng tùy chỉnh không giới hạn. Theo các kiến trúc sư tại Đại học Hồng Kông, công nghệ này đã cho phép họ tạo ra nhiều khu vực cho san hô phát triển, đồng thờichống lại các vấn đề môi trường bằng một thiết kế riêng.

Tuy nhiên, Chui cũng nói thêm rằng mọi người cần phải "thực tế" về việc trùng tu và cân nhắc chi phí cũng như khả năng tiếp cận của công nghệ. Những nơi như Hồng Kông cũng cần có thêm các dữ liệu về tính hiệu quả của các nỗ lực bảo tồn trước khi những biện pháp này có thể được nhân rộng theo một cách có ý nghĩa. Cô nói thêm: “Việc khôi phục nên là biện pháp cuối cùng; chúng ta nên tìm cách bảo vệ các rạn san hô tự nhiên và các nguồn tài nguyên biển tự nhiên trước khi tìm cách khôi phục.

Bảo tồn cho mọi người

Việc cứu những rạn san hô này giúp duy trì các hệ sinh thái dưới nước của hành tinh, chẳng hạn như những thảm cỏ biển, được hưởng lợi từ các rạn san hô và là kho dự trữ carbon quan trọng.

Theo một báo cáo năm 2021 từ Quỹ Toàn cầu, các rạn san hô hỗ trợ cuộc sống của khoảng một tỷ người thông qua các ngành công nghiệp ven biển như du lịch và thủy sản thương mại, mang lại lợi ích kinh tế, cũng như cung cấp khả năng phòng thủ, bảo vệ bờ biển khỏi bão gió.

ArchiREEF vẫn còn một chặng đường dài phải vượt qua trước khi mở rộng quy mô. Nhóm nghiên cứu sẽ quan sát địa điểm thử nghiệm ở Hoi Ha Wan trong ít nhất hai năm nữa để đảm bảo san hô tiếp tục phát triển và tồn tại sau các thảm họa thiên nhiên, chẳng hạn như bão. Tuy nhiên, Yu cho biết kết quả tại địa điểm thử nghiệm cho đến nay đầy hứa hẹn: trong sáu tháng quan sát đầu tiên, số lượng san hô sống sót trên gạch đất sét 3D cao hơn bốn lần so với các rạn san hô nhân tạo thông thường.

Hơn 10 địa điểm thử nghiệm đã được lên kế hoạch. Công ty khởi nghiệp sẽ tinh chỉnh quy trình in 3D cùng việc khám phá ra nhiều vật liệu khác thay thế bởi công nghệ sản xuất đất sét tiêu tốn khá nhiều năng lượng, và tạo ra một lượng lớn carbon dioxide.

Mặc dù archiREEF đang hướng đến các đối tượng khách hàng thuộc chính phủ và khách hàng doanh nghiệp lớn, nhưng công ty vẫn hy vọng một ngày nào đó sẽ thu hút thêm nhiều cá nhân tham gia vào các dự án của mình.

Yu cho biết: “việc phục hồi tài nguyên biển và các rạn san hô cần sự hỗ trợ của tất cả chúng ta với mọi ngành nghề, với các nhà khoa học. Chúng ta có thể chung tay vì một nguồn tài nguyên biển cần được bảo vệ”.

Phương Linh