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

  • 2026年世界互联网大会数字丝路发展论坛观察

  • 2026年亚太经合组织数字和人工智能部长会议在成都举行

独家策划

推荐阅读
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
加载更多