Biến đổi Khí hậu Đe doạ Đường Đá Băng. Vệ tinh Có Thể Hỗ Trợ

Trong vài tháng mỗi mùa đông, Đường Đá Băng Tibbitt đến Contwoyto ở Canada là con đường băng dài nhất thế giới, mạng lưới hơn 300 dặm kết nối các mỏ kim cương có lợi ở Northwest Territories của Canada với nguồn cung từ phía bắc của quốc gia. Nhưng những mùa đông ấm hơn và mùa xuân đến sớm hơn đã làm giảm ngắn mùa mở của con đường này lên đến hai tuần trong thập kỷ qua. Việc mất mát con đường chỉ là thời gian ngắn là rất đắt đỏ, vì cách duy nhất khác để đến được các mỏ này là bằng đường hàng không.

Sự cứu rỗi có thể đến từ không gian. Một nghiên cứu viên người Canada đã chứng minh rằng sóng radar phát ra từ vệ tinh có thể nhìn xuyên qua lớp băng, xác định không chỉ độ dày mà còn chất lượng của nó. (Có nhiều bong bóng không? Điều đó có nghĩa là nó đang yếu và cần sửa chữa.) Hình ảnh vệ tinh rất chi tiết đến nỗi các nhà nghiên cứu có thể thậm chí nhìn thấy sóng trên mặt nước không đóng băng dưới lớp bề mặt, tạo ra khi các xe tải 18 bánh đi qua lớp băng. Điều này tạo ra hình ảnh thú vị, nhưng còn dữ liệu thú vị hơn nữa - những con sóng làm suy giảm sức căng của lớp băng, vì vậy nếu quản lý con đường có thể theo dõi sức mạnh và cường độ của sóng, họ có thể duy trì tốt hơn con đường băng và thậm chí đổi hướng giao thông để đoàn xe có thể tiếp tục di chuyển.

Đường đá băng như Tibbitt đến Contwoyto không phải là đường băng được lát nhựa nhiều mà là đường băng được trồng trọt. Mỗi tháng 12, khi nhiều hồ phía bắc của Canada phát triển lớp đá băng dày, các kỹ sư từ Nuna Logistics sẽ khảo sát và phát triển đường đi của năm đó. Khi đá băng dày khoảng hai feet, họ sẽ sử dụng máy kéo để làm sạch tuyết - vì nó là chất cách nhiệt, sẽ giữ đá băng không phát triển nếu nó được giữ lại. Họ cũng sẽ sử dụng xe tải nhẹ để phun thêm nước vào các khu vực mà chưa đủ dày. Mục tiêu là đạt được độ dày 42 inch, đủ mạnh để chống đựng các xe tải 18 bánh. Nhưng đó không phải là tất cả những gì con đường cần. Đường Tibbitt đến Contwoyto qua 64 hồ (khoảng 85% tuyến đường đi qua nước đóng băng) và cần các lối ra vào để tiếp cận các hành lang đất liền đến hồ kế tiếp.

Vào cuối tháng 1 hoặc đầu tháng 2, con đường sẽ mở cửa cho giao thông. Xe tải chở nhiên liệu diesel, xi măng và vật liệu khai thác mỏ rời khỏi Yellowknife - thị trấn cực bắc có đường bộ đáng tin cậy trên đường đến các mỏ. Từ khi mở cửa cho đến khi vùng đất bắt đầu tan chảy, vào cuối tháng Ba, giữa tháng Ba, từ 5.000 đến 10.000 chiếc xe tải sẽ chở lên đến 200.000 tấn vật liệu hướng bắc. “Con đường Đá băng Tibbitt Contwoyto rất bận rộn trong mùa hoạt động, có giao thông trên đó gần như 24/7,” nói Joost van der Sanden, một nhà khoa học cảm biến từ xa làm việc cho chính phủ Canada. Đoàn xe liên tục này kết thúc tại một số mỏ kim cương có giá trị nhất thế giới.

Việc xây dựng con đường đá băng mỗi năm tốn khoảng 15 triệu đô la Canada, nhưng đó là đáng giá. Năm 2016, các mỏ khoáng sản ở Northwest Territories của Canada kiếm được tổng cộng 1,6 tỷ đô la, nhiều phần là nhờ vào sự tiết kiệm chi phí vận chuyển mà con đường này mang lại. Điều đó bởi vì vài tháng mỗi mùa đông mà con đường mở cửa là thời gian duy nhất có thể đi qua cảnh quan bằng đường bộ - quá trình đóng băng - tan băng của chất dẻo loại bỏ bất kỳ bề mặt nhựa nào. Nếu không có đường đá băng, các công ty khai thác mỏ sẽ phải phụ thuộc vào trực thăng để đưa trang thiết bị của họ lên phía bắc, điều này sẽ tốn nhiều tiền hơn nhiều và phụ thuộc vào thời tiết khắc nghiệt. Ngay cả với con đường đá băng, phía bắc Canada là nơi làm việc khó khăn đến nỗi, vào năm 2016, De Beers đã đóng mỏ kim cương Snap Lake của mình sau khi hoạt động trong bảy năm mà không có lời.

Con đường đá băng như Tibbitt đến Contwoyto quan trọng để bảo vệ các mỏ khỏi sự cắt giảm của biên lợi nhuận nhọn như dao bếp, và trong mùa đá băng ngắn ngủi, các kỹ sư cố gắng di chuyển càng nhiều trang thiết bị lên đất đồi càng tốt. Nhưng mùa băng dường như đang ngắn đi. Từ năm 2000, ngày mở cửa con đường đã dao động giữa 28 tháng 1 và 1 tháng 2. Trong khi đó, ngày đóng cửa đã di chuyển sớm hơn và sớm hơn, từ giữa tháng 4 cho đến cuối tháng Ba. Điều đã từng là một con đường đá băng đáng tin cậy trong vòng 70 ngày giờ được dự kiến ​​sẽ rút ngắn xuống trung bình 54 ngày mỗi năm. Các công ty khai thác mỏ không thể làm gì nhiều về khí hậu, nhưng công nghệ có thể giúp họ quản lý tốt hơn lớp băng mà họ có trong mùa ngắn hạn ngày càng ngắn hạn.

Trong khi con đường mở cửa, các kỹ sư đường băng đá giữ mắt ra những vết nứt, những chỗ mỏng và dấu hiệu của sự tan chảy. Khi cần thiết, họ sẽ thực hiện bảo dưỡng, như phun nước lên một điểm mỏng hoặc đổi hướng giao thông sang một tuyến đường thứ cấp. Thời tiết ấm không phải là đối tác duy nhất của băng. Những chiếc xe tải chính tăng tốc entropi. Mỗi chiếc xe tải lớn đi qua bề mặt đáng băng của hồ làm chìm đá băng một chút. Điều này tạo ra sóng trong nước chưa đóng băng phía dưới, tạo áp suất từ dưới lớp băng. Nếu xe tải di chuyển quá nhanh, sóng sẽ trở nên quá lớn và làm nứt đá băng. Ngoài ra, những chiếc xe tải đi quá sát nhau sẽ tạo ra sóng kết hợp thành sóng lớn hơn. Đây là lý do tại sao giới hạn tốc độ trên con đường đá băng Tibbitt đến Contwoyto rất thấp - khoảng 15 dặm mỗi giờ ở hầu hết các nơi. Và đó là lý do tại sao xe tải nhập cảnh từ Yellowknife chỉ được phép đi vào theo khoảng thời gian nghiêm ngặt.

Nhưng nếu những người quản lý con đường có thể theo dõi hành động sóng từ trên cao, họ có thể đưa thêm giao thông xe tải an toàn lên con đường. Xem điều này, mỗi hồ có hình dạng và độ sâu khác nhau, ảnh hưởng đến hành vi của sóng. Đây là nơi một con mắt trên trời có thể giúp đỡ.

Thực sự, là hai con mắt. TanDEM-X là một cặp vệ tinh Đức được trang bị cảm biến xâm nhập sâu gọi là Rada Gia tăng tổng hợp. Có khả năng nhìn xuyên qua tuyết, băng và thậm chí cả tán cây, những vệ tinh này theo sau lẫn nhau, đi qua cùng một điểm trên bề mặt Trái đất khoảng 10 giây. Do đó, chúng có thể bắt được sự thay đổi trong thời gian ngắn dưới cảnh quan bên dưới - như hành động sóng chẳng hạn. Dữ liệu được thu thập từ những radar này có thể được chuyển đổi thành bản đồ 3D của bề mặt trái đất (DEM là viết tắt của Mô hình Độ cao Kỹ thuật số).

Điều này dẫn đến những hình ảnh tuyệt vời như hình mà van der Sanden chụp được về sự di chuyển sóng dưới con đường đá băng.

Khả năng của TanDEM-X chụp hình sóng cho thấy tiềm năng giúp các quản lý con đường băng giữ cho con đường của họ mở cửa lâu hơn và sử dụng nó nhiều hơn trong suốt mùa. “Nếu có thể, họ có thể đổi hướng con đường qua các phần hồ ít có khả năng tạo sóng, kiểm soát tốc độ và/hoặc khoảng cách giữa các phương tiện để hạn chế sự xuất hiện của sóng,” van der Sanden nói.

Điều này phụ thuộc vào việc có được dữ liệu với tần suất cao hơn. TanDEM-X chỉ đi qua cùng một điểm trên Trái đất một lần mỗi năm. Điều này không giúp gì cho một con đường băng thoáng qua cần giám sát thường xuyên hơn nhiều. Dữ liệu của Van der Sanden cho thấy sự hứa hẹn, nhưng phương pháp của anh ấy sẽ không thực tế cho các quản lý con đường băng cho đến khi Trung tâm Hàng không Đức phóng một cặp vệ tinh theo dõi, được gọi là Tandem-L. Chúng có ý tưởng tương tự như TanDEM-X, nhưng đi qua với tần suất lớn hơn và ở dải tần khác nhau. Là chữ cái L đại diện cho dải tần L, có bước sóng dài hơn so với dải tần X mà vệ tinh hiện tại sử dụng. Điều này có nghĩa là nó có thể xâm nhập sâu hơn vào băng và tuyết. Và nó sẽ bay qua con đường mỗi 8 ngày, so với mỗi năm một lần như hiện tại.

Tất nhiên, con đường từ Tibbitt đến Contwoyto không phải là con đường băng duy nhất ở Canada, và Canada không phải là quốc gia duy nhất có ngành công nghiệp khai thác mùa đông. Tandem-L có thể giám sát hàng trăm dặm của con đường băng đóng ở Nga, Hoa Kỳ và châu Âu - Trung tâm Hàng không Đức dự kiến phóng nó vào năm 2023. Cho đến khi đó, tất cả những tài xế xe tải ở phía bắc sẽ phải ở trong làn đi chậm trên đường đến các mỏ băng.

Những điều tuyệt vời khác từ MYTOUR

• Người ta có phù hợp với không gian không? Một nghiên cứu nói có thể không
• Chụp ảnh toàn bộ 2.000 dặm của biên giới Mỹ-Mexico
• Làm thế nào Google đang đóng thêm dữ liệu vào cáp đường biển Đại Tây Dương của mình
• Thói quen quyến rũ của một người chơi yo-yo vô địch thế giới
• Trí tuệ nhân tạo có thể quét phôi IVF để giúp làm những đứa trẻ nhanh hơn
• 👀 Đang tìm kiếm các thiết bị công nghệ mới nhất? Kiểm tra các hướng dẫn mua sắm và các ưu đãi tốt nhất của chúng tôi suốt cả năm
• 📩 Muốn nhiều hơn? Đăng ký nhận bản tin hàng ngày của chúng tôi và đừng bao giờ bỏ lỡ những câu chuyện mới và tuyệt vời nhất của chúng tôi