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知识拓展:生物圈2号

诚博国际整理  2017-09-26 11:17 】 【我要纠错
  生物圈Ⅱ号,生物圈II号,生物圈二号工程,生物圈二号,生物圈生物圈2号(Biosphere2)是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统,为了与生物圈1号(地球本身)区分而得此名,它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,是爱德华·P·巴斯及其他人员主持建造的人造封闭生态系统。并与几家财团联手出资,主要投资者为美国石油大王洛克菲勒委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,几乎完全密封,占地12000平方米,容积达141600立方米,由80000根白漆钢梁和6000块玻璃组成,耗资1.5亿美元。   实验过程   首次进驻   1991年9月26日,4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年6月26日走出,停留共计21个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,离开了生物圈ll号。   二次进驻   1994年3月6日,工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是,它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。   神经系统   生物圈2号的“神经系统”是一个完整的计算机数据采集和控制系统,它是从位于居住区的指挥室辐射出的微处理机网络系统。这一内部“神经系统”通过信息通路与外界附近的“飞行控制”楼内的计算中心相联通。该楼作为分析中心而成为生物圈1号和2号间获取分析数据及通讯的主要窗口。居住区内的指挥室通过遍布圈内的5000多个传感器(每15分钟记录一次并读入无限增长数据库)能够有效地控制所有主要的操作参数,如温度、湿度、光强、水流量、pH值、CO2浓度、土壤湿度、仪器运作状态等,并能进行数据传感器及所有报警装置的状态显示。每件装置均有手动控制开关以防“神经系统”任何部位的失灵。 尽管整个圈内为热带气候,但由于不同生物群落的冷暖要求不同,因此,各自又有相对独立的温度。   实验地点   由于生物圈2号位于海拔1200m的沙漠上,其外围大气压不是标准压力101.3kPa,而仅约为88.2kPa,因此,其内压只能略高,即为88.24kPa。利用机械系统模拟地球自然环境,例如制造海洋波浪、潮汐、溪流、瀑布以及按照季节要求控制风、雨、湿度等,并控制盐分梯度及营养循环速度和进行海水淡化。 最初,生物圈2号实验目的是研究人类及多种生物(植物和动物),在密封且与外界隔绝的人造系统中,是否可以经由系统内的空气、水、营养物的循环与重复使用下而能够健康、快乐的生存下来。   实验失败   在1991至1993年的实验中,由于研究人员发现:生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡;生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环;多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快。经广泛讨论,确认“生物圈2号”实验失败,未达到原先设计者的预定目标。   实验结论   这证明了在已知的科学技术条件下,人类离开了地球将难以永续生存。同时证明:地球目前仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。 1996年,巴斯将生物圈2号交由美国哥伦比亚大学管理与规划未来的走向,做为生态学、环境变迁研究及教学的基地。2011年7月,亚利桑那大学承担生物圈二号的所有权,作为进行科学研究的用途至今。
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