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

  • 多彩活动迎接教师节

  • 最大直径高铁盾构机“领航号”完成二次始发

独家策划

推荐阅读
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
9月7日,工业和信息化部印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,其中提到,“探索太空算力技术前瞻研究”。
2026-09-09 09:21
手机为什么突然集体涨价?答案不在手机行业
2026-09-09 09:13
慕思以“焕活芯生,越睡越懂你”为主题发布年度新品。
2026-09-08 21:10
金星没有卫星。但预印本平台arXiv近日公布的一项模拟研究显示,它在近20亿年的时间里可能拥有过一颗卫星,直到最后将其吞噬。厘清这一过程,有助于了解金星过去的宜居性。
2026-09-08 10:19
近日,生态环境部、科技部、中国人民银行、国务院国资委、金融监管总局等五部门联合印发《关于推动生态环境领域科技创新多元化投入的指导意见》。
2026-09-08 10:13
近日,由中国科学院紫金山天文台、国家天文台、清华大学等组成的研究团队,利用“中国天眼”(FAST)、南非MeerKAT射电望远镜和加拿大—法国—夏威夷光学望远镜,首次在银河系一个古老疏散星团的潮汐尾中直接识别出一颗脉冲星。
2026-09-08 10:04
日前,在国家科技传播中心举办的“新天工开物”科技成就发布会上,曹新有带来了三粒麦种——“济麦22”“济南17”“济麦44”,它们种出的麦子,可不止香在嘴里。
2026-09-08 10:03
北京大学城市与环境学院彭书时、物理学院沈路路研究团队联手国内外合作者首次阐明了甲烷“平台期”的维持机制:排放在涨,只是大气里清甲烷的“清洁队”恰好扩编了。
2026-09-08 10:02
从丝绸、茶叶、瓷器、中药,到酿造、工艺美术、文房四宝,这些文化底蕴深厚的中华传统特色产业均属于历史经典产业。
2026-09-07 17:14
延续已久的“手工科研”模式正在被一种全新的力量改写。
2026-09-07 16:44
加载更多