HMS Challenger và hải trình khai sinh ra ngành đại dương học

HMS Challenger khởi hành từ Anh vào năm 1872 và thay đổi tiến trình lịch sử khoa học - Ảnh: North Wind Picture Archives/Alamy

Trong sảnh đường của Trung tâm Hải dương học Quốc gia ở Southampton, Anh, có bức điêu khắc về một con tàu. Nó cao hơn đỉnh đầu và phác họa một hiệp sĩ mặc áo giáp với tấm khiên bạc trước ngực, che một phần khuôn mặt và một bộ ria tay dài. Đôi mắt của hiệp sĩ nhìn ra xa xăm như thể đang hướng tới những điều mới mẻ ở phía trước.

Bức tượng gỗ này là tàn dư duy nhất của một con tàu đã từng bắt đầu cuộc hành trình kéo dài ba năm rưỡi, đến các góc xa nhất của địa cầu, định hình lại khoa học biển, khai quật mọi thứ kỳ lạ dưới đáy biển và thay đổi vĩnh viễn mối quan hệ của con người với các đại dương trên hành tinh. Con tàu có tên là HMS Challenger.

Cuộc hành trình không đơn giản là hành trình A-tới-B. Trong khoảng thời gian từ tháng 12 năm 1872 đến tháng 5 năm 1876, HMS Challenger đã đi khắp thế giới, mà người Anh vẫn tự hào ví von, trên mũi tàu còn cảm thấy hơi nước mặn của cả Bắc và Nam Đại Tây Dương, cũng như những dải đất rộng lớn của Thái Bình Dương, thậm chí còn có mùi mạo hiểm của Nam Cực.

Hành trình vòng tròn của nó đã được đền đáp. Trong phần kết luận hải trình, một trong những người trên tàu, nhà tự nhiên học nổi tiếng John Murray, đã tuyên bố đó là tiến bộ lớn nhất trong kiến thức của hành tinh chúng ta, kể từ những khám phá nổi tiếng của Thế kỷ 15 và 16. Đó là một số thành tựu đối với một con tàu chỉ được coi là một phần trong một hạm đội hải quân.

Được xây dựng tại Anh, giờ đây, xưởng đóng tàu Woolwich không còn tồn tại và ra mắt lần đầu tiên vào tháng 2 năm 1858, HMS Challenger được chế tạo như một tàu hộ tống của Hải quân Hoàng gia bằng gỗ, hoặc như một tàu chiến. Nó có chiều dài khoảng 61 mét.

Chỉ vài tuần trước đó, con tàu hơi nước vỏ sắt khổng lồ dài hơn 210 mét có tên SS Great East được hoàn thành ở London, trở thành một sự kiện chấn động thế giới. Thế nên, sự xuất hiện của Challenger không mấy được chú ý, nhưng nó đã chứng minh được điều ngược lại không lâu sau đó.

Trong cuộc hành trình kéo dài bốn năm, con tàu đã phát hiện ra nhiều loài mới và định hình sự hiểu biết của con người về biển - Ảnh: LeeYiuTung / Getty Images

Câu chuyện về chuyến thám hiểm thế giới hiện đại bắt đầu từ 150 năm trước, vào năm 1870, khi một giáo sư và nhà động vật học biển của Đại học Edinburgh tên là Charles Wyville Thompson thuyết phục Hội Hoàng gia London hỗ trợ một chuyến thám hiểm dài và chi tiết trên khắp các đại dương.

Theo nhiều cách, ý tưởng là một cuốn tiểu thuyết. Đó là thời gian mà các nhà khoa học đi biển như Matthew Fontaine Maury đã thực hiện các nghiên cứu về đại dương của riêng họ, nhưng chuyến đi được đề xuất của Thompson sẽ có chiều sâu hơn - theo đúng nghĩa đen.

Trước cuộc thám hiểm, cuộc sống dưới những con sóng phần lớn là một bí ẩn. Ngay cả Charles Darwin, người có hành trình khám phá trên HMS Beagle đã diễn ra khoảng 40 năm trước, đã gọi các đại dương là "một lãng phí chán ngắt, một sa mạc của nước".

Sự chấp thuận của chính phủ cho chuyến đi đã được tìm kiếm và sau đó có được. Hải quân Hoàng gia cho nhóm nghiên cứu mượn một con tàu mạnh mẽ, rắn chắc đã trải qua thập kỷ đầu tiên của cuộc đời để làm nhiệm vụ tích cực: HMS Challenger.

Công tác chuẩn bị sau đó bắt đầu một cách nghiêm túc. 15 trong số 17 khẩu súng trên tàu đã được gỡ bỏ để dành chỗ cho các phòng thí nghiệm và phòng làm việc trên tàu. Khu vực lưu trữ đã được tạo ra cho các mẫu biển sẽ được thu thập trong chuyến đi.

Một phi hành đoàn đã được tập hợp, hơn 200 người mạnh mẽ và được chỉ huy bởi thuyền trưởng George Nares, người vào năm 1869 cầm lái con tàu đầu tiên đi qua Kênh đào Suez mới mở. Một nhóm gồm sáu nhà khoa học, đứng đầu là chính Wyville Thompson, đã tham gia cùng họ.

Đến cuối năm 1872, Challenger được tân trang đã sẵn sàng. Con tàu ra khơi từ Sheiness trên bờ biển phía đông nam nước Anh, vào Thứ Bảy ngày 7 tháng 12. Nó đã để lại phía sau một trong những mùa đông ẩm ướt nhất nước Anh được ghi nhận, hướng về phía nam tới Lisbon và Quần đảo Canary.

Trong 42 tháng tiếp theo, con tàu đi được khoảng 127.600 km trên một hành trình bao gồm không dưới 362 điểm dừng - "Những quãng nghỉ gần như giống nhau nhất có thể", theo lời của Wyville Thompson - để lấy mẫu từ đáy biển bằng lưới chì, nghiên cứu sinh vật biển, đo độ sâu đại dương và đo nhiệt độ nước.

Con tàu đã đi vòng quanh địa cầu, đi đến những điểm đến xa như Azores - Ảnh: Tane-Mahuta / Getty Images

Nhờ những lá thư của một trợ lý trẻ tuổi, Joseph Matkin, mới 19 tuổi khi Challenger lên đường, chúng ta mới biết về cuộc sống trên tàu của họ. "Tất cả mẫu vật khoa học đều ở trên tàu, và phải mất hàng tuần bận bịu để cất dọn đồ đạc của họ", anh ấy đã viết trên tàu.

"Có đến hàng ngàn chai nhỏ đậy kín và các hộp nhỏ được đóng gói trong các thùng sắt để giữ mẫu vật, côn trùng, bướm, rêu, thực vật, v.v. Có một phòng chụp ảnh trên boong chính, cũng là phòng mổ xẻ".

Trong khi đó, việc lưu giữ trên tàu đã giảm một phần so với mong đợi của Matkin. "Tôi chưa bao giờ đói như vậy, ngay từ đầu cuộc hành trình", anh viết, chỉ vài tuần sau khi rời khỏi Sheiness.

"Tôi sẽ cho bạn biết thói quen cho bữa ăn bây giờ là gì: lúc 6 giờ sáng ăn bữa sáng với ca cao và bánh quy cứng; vào lúc 11:30, bữa tối; Một ngày chỉ có thịt lợn muối và súp đậu - ngày tiếp theo thịt bò và mận, tiếp theo là thịt lợn muối và ngày thứ 4 - Khoai tây và thịt bò Úc trong hộp thiếc... Nếu ai đó có thể béo lên trong 4 năm thì họ phải ăn nhiều hơn phụ cấp của họ".

Con tàu có một phòng thí nghiệm trên tàu, nơi các mẫu vật đã được kiểm tra, xác định, mổ xẻ và rút ra - Ảnh: Science History Images/Alamy

Những phát hiện của chuyến đi, tuy nhiên, không có gì ngắn gọn. Các kết quả sau đó đã được trình bày trong một báo cáo dài tới 50 tập và 29.500 trang, nêu ra một số ý tưởng về lượng thông tin khổng lồ được thu thập trên đường.

Ngày nay, nhìn qua bộ sưu tập trực tuyến với 4.772 mẫu vật lý của nó, mang lại một cảm giác phi thường của sinh vật biển: ốc biển từ Azores; mực từ vùng biển xung quanh Nhật Bản; vô số vật phẩm kỳ lạ được nạo vét từ hơn 300 fathoms (550m) bên dưới quần đảo Hawaii; răng cá mập, cua, lợn biển và lươn rắn.

Những cổ vật này ngày nay được trưng bày bởi các bảo tàng trên khắp Vương quốc Anh, Ireland và Hoa Kỳ - trong số đó có Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở London và Phòng trưng bày Nghệ thuật & Tưởng niệm Hoàng gia Albert ở Exeter, Anh - với nhiều vật phẩm vẫn được trưng bày.

Tất nhiên, cũng quan trọng như các mẫu vật, là hàng ngàn bài đọc khoa học mà con tàu có thể có được bằng cách treo các dụng cụ hiện đại và nhiệt kế thủy tinh vào độ sâu chưa được khám phá, sử dụng dây gai dài.

"Các phép đo của đoàn thám hiểm Challenger đã tạo tiền đề cho tất cả các ngành hải dương học", Tiến sĩ Jake Gebbie, nhà khoa học tại Viện Hải dương học Woods Hole, một cơ sở nổi tiếng có trụ sở tại Massachusetts chuyên nghiên cứu về đại dương, giải thích.

"Họ đã ghi lại được một khoảnh khắc mà nếu không thì sẽ bị mất. Báo cáo vẫn được sử dụng trong nghiên cứu có tác động lớn hiện nay".

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nhiệt độ nước chỉ là một lĩnh vực trong đó các phát hiện hành trình trên tàu đã được chứng minh là vô giá.

"Hiện tại, chúng tôi đang nghiên cứu số hóa toàn bộ bộ đo nhiệt độ từ Challenger", ông Tiến sĩ Gebbie tiếp tục, nói thêm rằng Viện cũng đang tìm cách hiểu vật lý điều khiển đại dương trong những khoảng thời gian dài hàng thế kỷ này.

"Không có dữ liệu về Challenger", ông nói, "thì dòng nghiên cứu này có thể không thể thực hiện được".

Các đồ tạo tác từ chuyến đi được tổ chức bởi các bảo tàng trên khắp Vương quốc Anh, Hoa Kỳ và Ireland, bao gồm Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Luân Đôn - Ảnh SOPA/Getty

Trong vô số những khám phá đáng chú ý khác, đoàn thám hiểm cũng là người đầu tiên ghi lại quy mô đáng kinh ngạc của rãnh Mariana, vực thẳm Thái Bình Dương trải dài sâu hơn chiều cao của đỉnh Everest.

Thật vậy, điểm thấp nhất của rãnh - Challenger Deep tới 10.929m, một vực thẳm tối tăm của loài cá giàu tảo và cá dẹt di chuyển chậm - vẫn mang tên của con tàu.

Hành trình của tàu bao gồm các điểm dừng chân ở khắp mọi nơi, từ Quần đảo Cape Verde và Melbourne đến Hồng Kông và Yokohama.

Chuyến đi dài gần như không thể tưởng tượng được, nhưng vào thời điểm Challenger cuối cùng trở về Vương quốc Anh, vào một ngày mùa xuân tháng 5 năm 1876, nó đã mang theo một khối tài sản khổng lồ, đóng góp khoa học mà thậm chí ngày nay vẫn tiếp tục định hình sự hiểu biết của chúng ta về biển.

Nhưng nó không chỉ là một bước nhảy vọt cho giới học thuật, về lâu dài, đó cũng là một chuyến đi tôn vinh các đại dương và nêu bật những phần thưởng của du lịch biển đầy kiên nhẫn.

Trong cuốn sách "Những cuốn tiểu thuyết vô tận về sự quan tâm đặc biệt: Cuộc hành trình của HMS Challenger và sự ra đời của Hải dương học hiện đại", tác giả Doug MacDougall có trích dẫn các tác phẩm của một trong những trung úy trên con tàu, George Campbell.

Họ đưa ra một ví dụ về lý do tại sao, có lẽ, hình tượng một hiệp sỹ trên con tàu Challenger, đang vĩnh viễn gắn chặt ở Southampton, vẫn nhìn về phía trước rất chăm chú:

"Vào đêm ngày 14, biển tỏa ra ánh sáng rực rỡ nhất, đến một mức độ vô song trong kinh nghiệm của chúng tôi. Đuôi của con tàu phát sáng một dải ánh sáng màu xanh ngọc lục bảo rộng lớn, vô số tia lửa vàng lấp lánh và lấp lánh trên đám mây rực rỡ bên dưới... Ở mũi con tàu, nơi những đường cong cục mịch của Challenger đang cày lướt qua bức tranh sống động. Ánh sáng rực rỡ đủ để đọc bản in nhỏ nhất một cách dễ dàng.

Cứ như thể Dải Ngân hà, khi nhìn qua kính viễn vọng, rải rác trong hàng triệu hạt bụi lấp lánh, rơi xuống đại dương, và chúng tôi đang chèo thuyền qua nó", cuốn sách mô tả.