12.000 mỏ than đang chờ hồi sinh
Hiện có hơn 12.000 mỏ than đã bỏ hoang trên khắp Trung Quốc, để lại một không gian khổng lồ dưới lòng đất cùng hệ thống hạ tầng phức tạp hoàn toàn có thể được tái sử dụng — và các nhà nghiên cứu đã đưa ra một ý tưởng độc đáo để hiện thực hóa điều đó.
Ý tưởng đến từ nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Kỹ thuật Phát triển Xanh và Hiệu quả cao Nguồn tài nguyên Dựa trên Than đá tỉnh Sơn Tây: sử dụng mạng lưới đường hầm và hang động ngầm cho các "thử nghiệm nông nghiệp", biến những không gian này thành các phòng nghiên cứu trồng trọt.
Trước hết, hãy cùng điểm qua những bất lợi rõ ràng nhất: môi trường lòng đất hoàn toàn thiếu vắng ánh nắng mặt trời và nước mưa — những yếu tố vốn đóng vai trò sống còn đối với ngành nông nghiệp.
Tuy nhiên, như nhóm nghiên cứu đã trình bày chi tiết trong công trình đăng trên Tạp chí Khai khoáng Trung Quốc (China Mining Magazine), mô hình này cũng sở hữu những ưu thế vượt trội.
Môi trường dưới lòng đất có thể được kiểm soát một cách nghiêm ngặt, giúp bảo vệ cây trồng khỏi sự biến động của thời tiết, tình trạng biến đổi khí hậu đang diễn ra cũng như các thảm họa thiên nhiên.
"Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng gay gắt và nhu cầu sản xuất nông nghiệp trong môi trường cực đoan, khép kín ngày càng tăng, việc khám phá các mô hình nông nghiệp thử nghiệm trong không gian ngầm của mỏ than mang ý nghĩa khoa học và giá trị kỹ thuật vô cùng quan trọng," các nhà nghiên cứu nhấn mạnh trong bài báo công bố.
Điều đó không có nghĩa là công việc này sẽ dễ dàng — hay toàn bộ 12.000 mỏ than nói trên đều có thể cải tạo thành các cơ sở thử nghiệm nông nghiệp.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành một đánh giá tổng thể về độ an toàn kết cấu, tính khả thi của việc chuyển đổi các mỏ bỏ hoang thành các đơn vị nông nghiệp, cũng như tính thực tiễn trong việc quản lý ánh sáng, nhiệt độ, nước, không khí và lượng khí carbon dioxide trong môi trường này.
Họ cũng xem xét các vấn đề kỹ thuật khác như hệ thống thông gió và thoát nước.
Kết luận đưa ra là ít nhất một số mỏ than sở hữu môi trường đủ ổn định để thử nghiệm các phương pháp canh tác mới — những phương pháp có thể ngày càng đóng vai trò then chốt khi khí hậu toàn cầu tiếp tục biến đổi.
"Kết quả cho thấy các không gian ngầm của mỏ than sở hữu nền tảng kỹ thuật phù hợp để xây dựng các đơn vị thử nghiệm nông nghiệp khi độ ổn định của đất đá xung quanh đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, đồng thời hệ thống thông gió, thoát nước và giám sát an toàn được trang bị đầy đủ," nhóm nghiên cứu cho biết.
"Thông qua các nguồn sáng nhân tạo và hệ thống kiểm soát môi trường, không gian dưới lòng đất có thể tự cung cấp và điều chỉnh chính xác các yếu tố sản xuất cốt lõi như ánh sáng, nhiệt độ, nước, không khí và carbon, từ đó hỗ trợ triển khai các thử nghiệm nông nghiệp có khả năng kiểm soát cao."
Lợi thế của trồng trọt dưới lòng đất
Một lợi thế khác của việc trồng trọt dưới lòng đất là khả năng tiếp cận nguồn năng lượng địa nhiệt. Các nhà nghiên cứu gợi ý rằng nguồn năng lượng này có thể được khai thác như một giải pháp cung cấp nhiệt bền vững cho cây trồng, giảm thiểu đáng kể lượng phát thải khí nhà kính.
Chưa dừng lại ở đó, nguồn nước ngầm bị ô nhiễm thẩm thấu ngược vào các mỏ — chứa sulfat, kim loại và các hạt vi chất khác — có thể được xử lý ngay dưới lòng đất để tái sử dụng cho mục đích tưới tiêu.
Mục tiêu ở đây không phải là tạo ra những cánh đồng diện tích lớn, mà là vận hành các dự án nghiên cứu nhằm thử nghiệm nhiều phương pháp trồng trọt khác nhau trong các điều kiện môi trường riêng biệt.
"Việc đưa hệ thống nông nghiệp vào không gian ngầm của các mỏ than không nhằm mục đích sản xuất nông nghiệp truyền thống, mà nhằm xây dựng một nền tảng thử nghiệm khoa học nông nghiệp dành cho các môi trường cực đoan và khép kín," nhóm nghiên cứu chia sẻ thêm.
Theo tờ South China Morning Post, số lượng mỏ than đóng cửa tại Trung Quốc sẽ lên tới khoảng 15.000 mỏ vào cuối thập kỷ này. Điều đó đồng nghĩa với khoảng 7,2 tỷ mét khối không gian ngầm đang bỏ trống không được sử dụng.
Mặc dù vẫn còn vô vàn thách thức ở phía trước và các nhà nghiên cứu vẫn chưa tiến hành bất kỳ thử nghiệm thực địa nào, nhưng đây ít nhất là một hướng đi đầy hứa hẹn. Báo cáo nghiên cứu tính khả thi đã dẫn chứng dự án Callio tại Phần Lan — một dự án chuyển đổi mỏ than thành công — như một minh chứng thực tế cho những gì có thể đạt được.
Về lâu dài, tri thức thu được từ việc canh tác dưới lòng đất có thể ứng dụng vào các phương pháp trồng trọt tương lai trong môi trường cực đoan — dù là ngoài không gian vũ trụ hay tại những khu vực hẻo lánh trên Trái Đất vốn không phù hợp với các hệ thống nông nghiệp truyền thống.
"Nhìn chung, các không gian ngầm của mỏ than có thể đóng vai trò là cơ sở quan trọng cho các thử nghiệm nông nghiệp có tính kiểm soát cao, mở ra một tiếp cận mới cho nghiên cứu cơ chế nông nghiệp trong môi trường cực đoan và tái sử dụng nguồn tài nguyên không gian ngầm," các nhà nghiên cứu kết luận.
