Making waves: The power of concentration gradients - Sasha Wright

Chuyển động của đại dương: Thang độ nồng độ - Sasha Wright

Translator: Nga Vu Reviewer: Nhu PHAM

If you've ever floated on an ocean swell,

Nếu từng lênh đênh trên đại dương

you'll know that the sea moves constantly.

hẳn bạn sẽ biết rằng biển không ngừng chuyển động.

Zoom out, and you'll see the larger picture:

Thu nhỏ lại, bạn sẽ thấy một bức tranh lớn hơn:

our Earth, covered by 71 percent water,

71% trái đất của chúng ta được bao phủ bởi nước,

moving in one enormous current around the planet.

nước chuyển động theo một dòng hải lưu lớn quanh hành tinh.

This intimidating global conveyor belt

Sự chuyển động toàn cầu đáng kinh ngạc này

has many complicated drivers,

do nhiều nguyên nhân phức tạp tạo nên,

but behind it all is a simple pump

nhưng đằng sau tất cả chỉ là một cơ chế bơm đơn giản

that moves water all over the earth.

giúp dịch chuyển nước trên toàn bộ trái đất.

The process is called thermohaline circulation,

Quá trình này được gọi là sự di chuyển nhiệt năng,

and it's driven by a basic concept:

hoạt động theo một khái niệm cơ bản:

the concentration gradient.

thang độ nồng độ.

Let's leave the ocean for one moment

Hãy tạm rời đại dương một lát

and imagine we're in an empty room

và tưởng tượng chúng ta đang ở trong một căn phòng trống

with lots of Roombas sardined together

với rất nhiều máy hút bụi tự động xếp chật như nêm

in one corner.

ở một góc phòng.

Turn them all on at once

Khởi động tất cả cùng một lúc

and the machines glide outwards

và những chiếc máy chạy ra phía ngoài

bumping into and away from each other

đâm vào nhau rồi lại tách ra

until the room is filled with an evenly spaced distribution.

cho tới khi chúng phân tán đồng đều trong cả căn phòng.

The machines have moved randomly

Những chiếc máy di chuyển một cách ngẫu nhiên

towards equilibrium,

cho tới khi đạt tới trạng thái cân bằng,

a place where the concentration of a substance

khi mà mật độ phân tử của một chất

is equally spread out.

được phân tán đồng đều.

That's what happens along a concentration gradient,

Đó là những gì xảy ra xung quanh thang độ nồng độ,

as substances shift passively from a high,

khi các chất chuyển dịch một cách bị động

or squashed, concentration,

từ nồng độ cao, chen chúc nhau,

to a lower, more comfortable one.

sang nồng độ thấp, thưa thớt hơn.

How does this relate to ocean currents and thermohaline circulation?

Vậy việc này liên quan như thế nào tới các dòng hải lưu và sự di chuyển nhiệt năng?

Thermo means temperature,

Thermo nghĩa là nhiệt độ,

and haline means salt

và haline nghĩa là muối

because in the real world scenario of the sea,

bởi vì trong thế giới thực của biển khơi,

temperature and salinity drive the shift

nhiệt độ và độ mặn của nước điều khiển sự chuyển dịch

from high to low concentrations.

từ nồng độ cao xuống nồng độ thấp.

Let's put you back in the ocean

Hãy trở lại với đại dương

to see how this works.

để xem chuyện này xảy ra như thế nào.

Snap!

Bùm!

You're transformed into a molecule of surface water,

Bạn biến thành một phân tử nước nằm ở lớp nước mặt của đại dương

off the temperate coast of New York

cách xa khỏi bờ biển New York nóng bức

surrounded by a zillion rowdy others.

và được bao quanh bởi hàng tỉ phân tử nước ầm ĩ

Here, the sun's rays act as an energizer

Tại đó, tia nắng mặt trời như máy kích hoạt

that set you and the other water molecules

khiến bạn và các phân tử nước khác

jostling about, bouncing off each other

chen lấn, va đập vào nhau

like the Roombas did.

giống như những chiếc máy hút bụi.

The more you spread out,

Bạn càng tản ra xa,

the less concentrated the water molecules

thì mật độ các phân tử nước trên bề mặt

at the surface become.

càng thưa dần.

Through this passive motion,

Qua sự chuyển động thụ động này

you move from a high to a lower concentration.

bạn sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp.

Let's suspend the laws of physics for a moment,

Hãy tạm dừng nói về những định luật vật lý,

and pretend that your molecular self

và giả vờ rằng phân tử nước là bạn

can plunge deep down into the water column.

có thể chìm sâu xuống vùng nước phía dưới.

In these colder depths,

Tại độ sâu này, nhiệt độ cũng thấp hơn

the comparative lack of solar warmth

sự thiếu ánh nắng mặt trời

makes water molecules sluggish,

khiến cho các phân tử nước di chuyển chậm lại,

meaning they can sit quite still at high concentrations.

hay có nghĩa là chúng ở nguyên vị trí với nồng độ cao.

No jostling here.

Chẳng có sự chen lấn nào hết.

But seeking relief

Nhưng để tìm kiếm sự giải thoát

from the cramped conditions they're in,

khỏi điều kiện tù túng đó,

they soon start moving upwards

chúng sẽ nhanh chóng di chuyển lên trên

towards the roomier situation at the surface.

tới không gian thưa thớt hơn ở lớp bề mặt.

This is how temperature

Đó là cách nhiệt độ

drives a shift of water molecules

điều khiển sự di chuyển của các phân tử nước

from high to low concentrations,

từ nơi có mật độ cao tới nơi có mật độ thấp,

towards equilibrium.

để hướng tới sự cân bằng.

But sea water is made up of more than just H2O.

Nhưng nước biển đâu chỉ cấu thành bởi các phân tử nước.

There are a great deal of salt ions in it as well.

Mà còn có cả một lượng lớn các ion muối.

And like you, these guys have a similar desire

Giống như bạn, những gã này cũng có khát vọng

for spacious real estate.

sở hữu những khu bất động sản rộng lớn.

As the sun warms the sea,

Khi mặt trời đun nóng biển,

some of your fellow water molecules

mội vài phân tử nước-đồng loại của bạn

evaporate from the surface,

sẽ bốc hơi từ lớp bề mặt,

increasing the ration of salt to H2O.

làm tăng độ mặn của nước.

The crowded salt ions left behind

Đám ion muối ở lại

notice that lower down,

phát hiện ra rằng càng xuống dưới,

salt molecules seem to be enjoying more space.

chúng càng có nhiều không gian hơn.

And so an invasion begins,

Thế là một cuộc xâm chiếm bắt đầu,

as they too move downwards in the water column.

khi chúng di chuyển xuống vùng nước phía dưới.

In the polar regions,

Tại các vùng cực,

we see how this small local process

chúng ta có thể nhận thấy ảnh hưởng của những quá trình nhỏ bé này

effects global movement.

tới sự chuyển động toàn cầu

In the arctic and antarctic,

Tại Bắc cực và Nam cực,

where ice slabs decorate the water's surface,

nơi những phiến đá bao phủ bề mặt nước,

there's little temperature difference

có ít sự khác biệt về nhiệt độ

between surface and deeper waters.

giữa vùng nước mặt và vùng nước sâu.

It's all pretty cold.

Tất cả đều rất lạnh.

But salinity differs,

Nhưng độ mặn lại khác nhau,

and in this scenario,

và trong khung cảnh đó,

that's what triggers the action.

độ mặn lại chính là nguyên nhân dẫn tới sự di chuyển của các phân tử.

Here, the sun's rays melt surface ice,

Tia nắng mặt trời sẽ làm tan chảy lớp băng bề mặt ,

depositing a new load of water molecules

tạo ra một lượng mới các phân tử nước

into the sea.

đổ ra biển.

That not only increases the proximity

Chuyện này không chỉ giảm khoảng cách

between you and other water molecules,

giữa bạn và những phân tử nước khác,

leaving you vying for space again,

khiến bạn một lần nữa phải tranh giành không gian,

but it also conversely dilutes

mà còn làm loãng

the concentration of salt ions.

nồng độ ion muối.

So, down you go,

Vì vậy, càng xuống dưới,

riding along the concentration gradient

thì thang độ nồng độ

towards more comfortable conditions.

sẽ ở điều kiện thấp hơn.

For salt ions, however,

Tuy nhiên, đối với các ion muối,

their lower concentration at the surface,

nồng độ thấp nơi nước mặt,

acts like an advertisement

hoạt động như một biển quảng cáo

to the clamoring masses of salt molecules below

cho đám đông phân tử muối bên dưới đang kêu gào

who begin their assent.

bắt đầu chấp nhập sự đông đúc.

In both temperate and polar regions,

Dù ở vùng nhiệt đới hay vùng cực,

this passive motion along a concentration gradient,

thì sự chuyển động thụ động này cùng với thang độ nồng độ

can get a current going.

có thể khiến dòng hải lưu hoạt động.

And that is the starting point

Và đó là điểm bắt đầu

of the global conveyor

cho băng tải nước toàn cầu

called thermohaline circulation.

được gọi là sự di chuyển nhiệt năng.

This is how a simple concept

Đây là cách một khái niệm đơn giản

becomes the mechanism underlying

trở thành cơ chế phía sau

one of the largest

một trong những hệ thống

and most important systems on our planet.

lớn nhất và quan trọng nhất trên hành tinh của chúng ta.

And if you look around,

Nếu bạn nhìn xung quanh,

you'll see it happening everywhere.

bạn sẽ thấy nó xảy ra ở khắp mọi nơi.

Turn on a light, and it's there.

Bật một chiếc đèn, bạn sẽ thấy.

Concentration gradients govern

Thang độ nồng độ điều khiển

the flow of electricity,

dòng điện,

allowing electrons squashed together in one space

cho phép các electron chen chúc nhau trong cùng một không gian

to travel to an area of lower concentration

để di chuyển tới nơi có nồng độ thấp hơn

when a channel is opened,

khi đường truyền mở,

which you do by flipping a switch.

đó là khi bạn bật công tắc.

Right now, in fact, there's some gradient action going on

Ngay lúc này, có vài hoạt động liên quan tới thang độ đang diễn ra

inside you as you breath air into your lungs

ngay trong cơ thể bạn khi bạn hít khí vào phổi

letting the concentrated oxygen in that air

để lấy ôxi trong không khí

move passively out of your lungs

rồi di chuyển một cách thụ động ra khỏi buồng phổi

and into your blood stream.

và đi vào máu bạn.

We know that the world is filled

Chúng ta biết rằng

with complex physical problems,

thế giới này chứa đầy những vấn đề thể chất phức tạp,

but sometimes the first step

nhưng đôi khi bước đầu tiên

towards understanding them can be simple.

để hiểu được chúng lại rất đơn giản.

So when you confront the magnitude

Vậy nên khi bạn đương đầu với vấn đề hóc búa

of the ocean's currents,

như dòng hải lưu biển cả,

or have to figure out how electricity works,

hay cách hoạt động của dòng điện,

remember not to panic.

hãy nhớ đừng hoảng loạn.

Understanding can be as simple as flipping a switch.

Việc tìm hiểu có thể chỉ giản đơn như bật một cái công tắc.