点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:新设施将起底地球“隐秘的角落”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

新设施将起底地球“隐秘的角落”

来源:《中国科学报》2021-10-14 09:31

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  美国计划修建“深层土壤生态系统室”。图片来源:SECOND BAY STUDIOS

  地下一两米深的地方是一个鲜为人知的生态系统,这个“隐秘的角落”可能对地球的未来气候至关重要。科学家表示,这种深层土壤环境通常难以研究,在不干扰土壤结构或寄居生物的情况下提取样本非常棘手。美国杜克大学土壤科学家Daniel Richter说,越深就越难研究。

  《科学》网站报道称,前不久,美国国家科学基金会宣布出资1900万美元建立一个新的研究设施,名为“深层土壤生态系统室”,旨在让研究这一前沿领域变得更容易。该设施初步设计将在未来5年内于爱达荷大学建成,拥有24个包含丰富仪器的土壤柱,顶部有用于种植植物的密封室。

  该设施中的生态系统将允许研究人员分析或改变地表3米以下的土壤环境条件。研究人员希望利用该设施研究深层土壤如何释放碳并加速气候变化、土壤微生物和植物如何相互作用,以及夏季暴雨和冬季严寒如何影响土壤等问题。该设施还可以成为新型深层土壤传感器的试验台。该设施计划者希望能吸引美国各地的研究人员,同时进行多个试验。堪萨斯大学生态系统科学家Sharon Billings说:“这个设施具有令人难以置信的潜力。”

  目前,欧洲大约有十几个类似设施,但它们只允许研究人员对一到两种土壤条件进行修改。相比之下,新设施将允许研究人员操纵整个土壤柱的多个因素,包括温度、湿度和二氧化碳浓度(能影响岩石风化和土壤形成)等。他们还能模拟地下水的上涌,甚至冻融循环,后者能加速土壤发育。

  新设施还为研究包括无脊椎动物在内的深地生物打开了大门。该设施顾问、德国生物多样性综合研究中心生态学家Nico Eisenhauer说,我们对这些生物的活动知之甚少,但它们隐藏的行为可以在新设施中被监控。例如,声波传感器可以追踪蚯蚓的活动,而埋在地下的管道有小入口,可以收集和计数偶然进入的微小无脊椎动物。

  研究土壤碳的研究人员也能受益。科学家认为,地表之下30厘米的区域,富含根和微生物,储存了大部分土壤碳。但对更深的底土进行的一些研究表明,这些区域可能至少含有与浅层土同样多的碳,其中一些碳是由植物根系携带下来的。

  瑞士苏黎世大学土壤生物地球化学家Michael Schmidt说:“这里有另一半被遗忘的土壤有机碳。”

  研究人员认为,随着地球升温,深层土壤预计也会变暖。有试验表明,这可能会导致土壤向大气释放碳的速度比现在快30%到50%,从而加速全球变暖。气候变化引起的降水变化也会带来影响。例如,沙漠土壤特别是那些被活性氮污染的土壤变得更湿润,会导致一氧化二氮的大量排放。

  新设施首席研究员、爱达荷大学微生物生态学家Michael Strickland说,爱达荷州有各种各样的土壤,他和同事们仍在考虑柱子中放置多少和哪种类型的土壤。捕捉不同类型土壤的动态将是关键。 (唐一尘)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同俄罗斯总统普京共同会见记者

独家策划

推荐阅读
2026年亚太经合组织(APEC)贸易部长会议将于5月22日至23日在江苏省苏州市举办。苏州高新区镇湖绣娘姚琴华、岳琰创作的苏绣作品《朱荷图》《太湖一梦入姑苏》也一同展出。一根丝,在绣娘手中可以绣出江南山水;在现代工厂里,也可以进入高端面料、工业材料、绿色纤维和全球供应链。
2026-05-21 09:35
残障群体对无障碍环境建设最为敏感、利益最为攸关,但其话语权也相对较弱。不断完善相关法律体系,以充分保障残障群体在无障碍环境建设中各项权利。
2026-05-21 09:33
光,是宇宙中最神秘而又最常见的存在。从彩虹与翅膀的启示,到光子晶体与超材料的设计,人类在光学材料上的探索不断深化,实现了从“理解自然之光”向“设计与驾驭光”的飞跃。
2026-05-21 09:31
全球气候变化加剧,干旱灾害频发,正威胁世界粮食安全。
2026-05-21 09:30
2026年5月21日至23日,中国科学技术馆在河南省科学技术馆举办“全国科学家故事馆校众创展演活动”。
2026-05-21 09:27
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
加载更多