Tròn 100 năm trước, một bể chứa 2,3 triệu gallon (tương đương 8706 m³ hay 8,7 tỷ lít) mật rỉ đường đột ngột vỡ tung và tàn phá nặng nề thành phố Boston Đông Bắc Hoa Kỳ. Các nhà khoa học hiện đại đã hiểu tại sao cơn sóng thần si-rô này lại chết chóc đến như vậy.
Bài này đã đăng trên trang Thư quán Teddy, một trong những blog dang dở của mình. Bài dịch ra đời hồi 2017 trong lúc nông nhàn rảnh rỗi từ một bài báo trên The Guardian.
Trận “Đại hồng thủy kẹo mạch nha”, ngỡ chỉ xuất hiện trong các câu chuyện thần tiên của trẻ nhỏ, thực tế đã xảy ra như một trong những sự kiện thảm khốc và bi thương nhất trong lịch sử thành phố Boston.
Vào ngày 15 tháng 1 năm 1919, cư dân tại thành phố nghe thấy một tiếng nổ vang trời: Một bể chứa si-rô quy mô công nghiệp bị vỡ tung, phóng ra một con sóng thần dịch mật bao trùm quận North End gần bến cảng của thành phố.
Con sóng cao 5 mét di chuyển chồm lên với tốc độ 35 dặm/giờ (56km/giờ)đã nhấn chìm nhiều nhà cửa và phương tiện, cướp đi mạng sống của 21 người và gây thương tích cho 150 người khác.
Các nhà khoa học mới đây đã tổng hợp được các chứng tích, cho phép hiểu rõ bản chất vật lý phía sau sự chết chóc của con sóng rỉ mật. Tại hội nghị thường niên của Hiệp hội Vì sự Tiến bộ Khoa học Hoa Kỳ diễn ra vào trung tuần tháng 2 năm 2017 tại Boston, đặc tính quyết định của rỉ mật dẫn đến thảm hóa được nhấn mạnh là: độ sánh đặc của mật rỉ đường sẽ tăng mạnh khi nhiệt độ giảm xuống, đồng nghĩa cơ hội sống sót của người gặp nạn giảm xuống đáng kể khi trời tối dần.
Phát biểu tại hội nghị, Nicole Sharp, kỹ sư hàng không vũ trụ đồng thời là tác giả của blog Fuck Yeah Fluid Dynamics, cho biết: “Mặt trời bắt đầu lặn khi các nhân viên cứu hộ vẫn đang tích cực tìm kiếm và giúp đỡ các nạn nhân. Song mật rỉ đường càng lúc càng cô đặc khiến cho các cư dân mắc kẹt trong đống đổ nát càng thêm khó khăn trong việc ngoi lên để thở”.
Vũng si-rô loãng ra một cách chậm chạp, để lại các nạn nhân như những con muỗi vặt nằm trong đám hổ phách nâu màu cánh gián, nằm chờ chết không thể cô độc và lạnh lẽo hơn. Một người đàn ông bị mắc kẹt trong gạch đá của một trạm cứu hỏa vừa đổ sập, thậm chí đã buông xuôi khi không còn sức để gạt dịch mật khỏi mặt nữa.
Thật khủng khiếp cho ai đó giữa thời tiết giá lạnh, bị vắt sức từ từ, tuyệt vọng trong việc thoát ra khỏi đám dịch mật
ông Sharp nói thêm
Ngay trước khi thảm hỏa xảy ra, Boston đón một đợt rét bất thường và nhiệt độ lúc đó là -16 độ C. Bể thép chứa mật tại cảng, vốn chỉ có độ dày bằng một nửa so với thiết kế kỹ thuật, đã xuất hiện những dấu hiệu cong méo. Hai ngày trước thảm họa, bể chứa đầy khoảng 70%, thì một đợt vận chuyển mới mang theo mật rỉ đường nóng từ Ca-ri-bê cập cảng và đổ đầy bể chứa.
“Một chi tiết được mô tả lại là bể chứa thường phát ra những âm thanh sầu thảm và đay nghiến mỗi khi một lượng mật mới được chuyển vào”, ông Sharp nói thêm. “Nhiều người cảm thấy nóng ruột và bất an khi bể chứa được đổ đầy”.
Tình hình tiếp tục xấu đi khi bể chứa bị dò mật, tuy nhiên công ty chủ quản lại lấp liếm bằng cách sơn bể chứa thành màu nâu của mật!
Sharp và một đội ngũ chuyên gia của đại học Harvard đã thực hiện nhiều thí nghiệm để mô phỏng lại phản ứng của si-rô ngô (đại diện cho mật rỉ đường) ở một tủ lạnh cỡ lớn trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau, nhằm kiểm chứng lại các báo cáo đương thời về thảm họa.
Ông Sharp phân tích: “Các ghi chép lịch sử ước tính đợt sóng đầu tiên dịch chuyển với tốc độ 56 km/h. Khi xây dựng mô hình thí nghiệm … và cài đặt các tham số vật lý của mật rỉ đường, chúng tôi thu được những con số tương đương vậy. Ngay cả loài ngựa cũng không thể thoát. Ngựa, người, tất cả mọi thứ sẽ đều bị con sóng đó cuốn phăng.”
Nỗ lực cứu hộ trong thảm họa là một chuyện, nhưng bản thân có thể sống sót cho đến khi được cứu hay không, lại là một câu chuyện hoàn toàn khác
ông Sharp kết luận.
Đợt sóng mật khổng lồ tuân theo các định luật vật lý của một hiện tượng được gọi là “dòng trọng lực” (gravity current), ở đó một luồng chất lỏng đặc hầu như chỉ lan ra theo phương ngang thành một dòng loãng hơn. “Dòng nham thạch như vậy, tuyết lở cũng như vậy, và những con gió đông lùa dưới khe cửa nhà bạn cũng chính là như vậy”.
Nhóm nghiên cứu sử dụng một mô hình địa vật lý được phát triển bởi giáo sư Herbert Huppert của đại học Cambridge, người chuyên nghiên cứ về các dòng trọng lực đang hiện hữu như các luồng nham thạch và các tảng băng trôi ở Nam cực. Mô hình thí nghiệm giả thuyết rằng quá trình mật rỉ đường diễn ra theo ba giai đoạn chính.
The current first goes through a so-called slumping regime,
Huppert outlining how the molasses would have lurched out of the tank in a giant looming mass
- “Dòng mật đầu tiên di chuyển theo chế độ tụt nhanh”, Huppert mô tả cách dịch mật tròng trành ào ra khỏi bể chứa theo khối khổng lồ.
Then there’s a regime where inertia plays a major role. In this stage, the volume of fluid released is the most important factor determining how rapidly the front of the wave sweeps forward.
- “Tiếp đến là giai đoạn mà quán tính đóng vai trò chính”. Ở giai đoạn này, thể tích của dòng trào ra là nhân tố quan trọng nhất quyết định ngọn đầu sóng quét nhanh đến mức nào.
Then the viscous regime generally follows. This is what dictates how slowly the fluid spreads out – and explains the grim consequences of the Boston disaster.
- “Chế độ cô đặc diễn ra sau đó,” ông kết luận. Đây là giai đoạn quyết định dòng mật khổng lồ lan ra từ từ hay nhanh chóng – và từ đó giải thích hậu quả kinh hoàng của thảm họa Boston.
./.