Bong bóng khổng lồ giúp các nhà khoa học vùng cực xây dựng đường hầm dưới lòng đất

Bong bóng khổng lồ được sử dụng để làm đường hầm cho các nhà khoa học làm việc trên khối băng Greenland.

Dự án lõi băng Đông Greenland, www.eastgrip.org

Bong bóng khổng lồ giúp các nhà khoa học vùng cực xây dựng đường hầm dưới lòng đất

Bởi Eli KintischJul. 13, 2017, 1:15 chiều

Năm 1967, Hoa Kỳ đã từ bỏ một căn cứ quân sự tối mật ở Greenland vì các đường hầm dưới lòng đất của nó đang bị đóng băng dưới sức nặng của băng. Đây là một vấn đề quen thuộc với các nhà khoa học làm việc ở một số khu vực xa xôi và lạnh nhất thế giới, những người cũng phải đối phó với cơ sở hạ tầng hạn chế và thiếu vật liệu xây dựng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu Bắc cực đã nghĩ ra một giải pháp sáng tạo: bơm những quả bóng bay khổng lồ dưới tuyết để tạo thành những đường hầm hình trụ mạnh mẽ đáng kinh ngạc và thân thiện với môi trường.

Kỹ thuật này hoạt động giống như làm một con chó nóng, người tiên phong của phương pháp, Jørgen Peder Steffensen, một nhà vật lý tại Đại học Copenhagen cho biết. Sau khi sử dụng bông tuyết, chúng tôi đã cắt một rãnh, đó là Steffensen, người cũng đứng đầu hậu cần cho Dự án lõi băng Đông Greenland (EastGRIP), một nỗ lực nghiên cứu tập trung vào tìm hiểu lịch sử của tảng băng. Bóng bay là hình dạng của một con chó nóng khổng lồ, và chúng tôi bơm nó vào vị trí bên dưới bề mặt. Sau đó, chúng tôi ném tuyết trở lại trên đỉnh của gia đình, trong sự tương tự, điều này và tuyết cứng lại trên đó. Ngày sau đó, những quả bóng bị xì hơi và bị lấy đi, để lại những đường hầm cung cấp nơi trú ẩn, nhà xưởng hoặc nơi lưu trữ các nhà khoa học.

Trước đây, các kỹ sư vùng cực ở Greenland và Nam Cực đã sử dụng dầm gỗ phẳng hoặc tấm nhôm cong để tạo trần trên các bức tường và sàn băng giá. Tuyết sẽ tích tụ ở trên và cứng lại. Nhưng theo thời gian, băng sẽ biến dạng và co lại, dẫn đến trần nhà bị chùng xuống và các bức tường bị thu hẹp cuối cùng có thể đóng lại hoàn toàn. Đó là những gì đã xảy ra tại căn cứ bí mật của Hoa Kỳ, được gọi là Thế kỷ trại.

Kỹ thuật khinh khí cầu đã cho thấy một số lợi thế so với phương pháp thông thường, Steffensen nói. Đầu tiên, vì sức mạnh vốn có của vòm, các đường hầm hình trụ co lại chậm hơn một chút so với trần nhà hình chữ nhật. Trong một đường hầm thử nghiệm được hình thành bởi một quả bóng bay, các kỹ sư đã đo được độ co 25 cm mỗi năm so với độ co 27 ​​cm mỗi năm đối với rãnh truyền thống.

Tuyết được chất đống trên đầu, và quả bóng bị xì hơi, để lại một đường hầm.

Dự án lõi băng Đông Greenland, www.eastgrip.org

Và bất kỳ sự co lại có thể được quản lý dễ dàng hơn trong các đường hầm hình trụ. Không cần che chắn trên đường đi, các thành viên trong nhóm có thể cắt các bức tường lấn chiếm bằng cưa để làm lại các phòng, mà không có nguy cơ sụp đổ. Ngoài ra còn có một lợi thế về môi trường: Kim loại hoặc gỗ cần thiết cho kỹ thuật cũ đòi hỏi các chuyến bay chở hàng tốn nhiều nhiên liệu và nặng hơn nhiều lần so với bóng bay. Sau khi trần nhà biến dạng, vật liệu che chắn nói chung không thể được lấy từ lớp dưới bề mặt băng, và vì vậy các nhà nghiên cứu phải bỏ nó lại phía sau.

Steffensen lần đầu tiên thử kỹ thuật này vào năm 2012 trên một căn cứ khác của Greenland. Mùa hè năm ngoái, anh ấy đã lãnh đạo nhóm xây dựng hệ thống đường hầm đầy đủ tại EastGRIP, triển khai tổng cộng tám quả bóng bay. Bong bóng lớn nhất dài 40 mét, nhưng một số có thể được đặt từ đầu đến cuối để tạo ra các đường hầm dài hơn. Sau các thử nghiệm khoan ban đầu vào mùa hè năm ngoái, hoạt động khoan vào mùa hè này đã bắt đầu hoàn toàn với các đường hầm cung cấp nhiệt độ mát mẻ liên tục. Đây là một tin tốt cho các lõi băng, vì chúng tôi muốn chúng giữ lạnh nhất có thể, Steffensen nói.

Các kỹ sư Polar quan tâm đến việc áp dụng các kỹ thuật ở nơi khác. Kỹ sư Vincenzo Cincotti, người chỉ huy hậu cần cho một đội Ý tại Trạm nghiên cứu Concordia ở Nam Cực, đã mua hai quả bóng bay để thử nghiệm các cơ sở lưu trữ vào mùa hè ở Nam Cực. Mặc dù anh ta tin rằng kỹ thuật khinh khí cầu sẽ rẻ hơn so với vận chuyển kim loại hoặc gỗ, nhưng anh ta háo hức muốn biết liệu điều kiện khô và lạnh hơn ở Nam Cực sẽ ảnh hưởng đến việc tuyết cứng lại tạo thành mái nhà băng giá của đường hầm. "Nếu nó hoạt động, bạn có thể tạo ra nhiều nơi trú ẩn như bạn cần với những quả bóng bay, " anh nói.