Реферат по теме Проект Биосфера-2. Биосферареферат. Реферат по дисциплине Инженерная экология
 Скачать 47.62 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра ИЗОС Реферат по дисциплине «Инженерная экология» Тема: Биосфера-2
Санкт-Петербург 2021 Аннотация «Биосфера-2» - экологически-исследовательский проект американского базирования, чьей целью стоял эксперимент: создание замкнутой и самодостаточной экосферы для жизни человека и человечества. В проекте были организованы 7 различные экологических систем: от пустыни, до тропического леса. Однако опыт в ходе эксплуатации был признан неудачным, так как перестал быть пригодным для жизни, и был закрыт в 1997, а после продан в 2001 Колумбийскому университету. В данный момент он используется для небольших экспериментов и открыт для экскурсий. содержание
введение Биосфе́ра (от др.-греч.. βιος —жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3000000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой». В 1984 году американская фирма «Space Biospheres Ventures» в штате Аризона приступила к реализации проекта «Биосфера - 2». Цель проекта — создать на площади в один гектар замкнутую информационно-экологическую систему с регенерацией отходов. Предполагалось учеными, что саморегулирующие свойства биосферы вскоре не в состоянии будут компенсировать возрастающую тепловую нагрузку, которая может явиться предельной и гибельной для Земли. Усугубляет положение реальная возможность уменьшения содержания кислорода в атмосфере и увеличение концентрации углекислого газа; опасная ситуация с ядерным оружием и атомными станциями; концентрация в значительных количествах и применение опасных химических веществ в пищевых кормах для скота и пищевых продуктах для людей; нарушение озонного слоя и многое другое. Все это и породило проекты, призванные хотя бы локально сохранить жизнь. Одним из таких проектов стал проект « Биосфера-2». 1. ПРОЕКТ «БИОСФЕРА-2» В 1986 году в пустыне Аризона (США) у подножья крутых холмов в предгорье Санта-Каталина было начато строительство необычного сооружения − комплекса «Биосфера-2», возможного прообраза будущих поселений человека на планетах Солнечной системы. 26 сентября 1991 года в герметически закрытый мир «Биосферы-2» («Биосфера-1» − это наша планета), куда извне через прозрачное покрытие получают доступ лишь солнечные лучи, вошли восемь добровольцев (четыре мужчины и четыре женщины). Двери за «эконавтами» закрылись, были тщательно задраены люки, полная герметизация и отсутствие прямой связи с Землей. Они должны были провести в «Биосфере-2» в полной изоляции два года, прожить их там так, как если бы находились все это время где-нибудь на Луне или на Сатурне. В сооружении «Биосферы-2» − инициатором этого широкомасштабного эксперимента стал коллектив Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), а исполнителем стала американская фирма «Space Biospheres Ventures» (первоначально проект финансировал техасский мультимиллионер Э. Басс, выделивший 30 миллионов долларов) – принимали участие инженеры, архитекторы, биологи, гидробиологи, ботаники, бактериологи и представители еще очень многих наук и профессий. 1.1 Конструкция На площади в 9000 квадратных метров под стеклянными колпаками («дно» было изолировано от земли герметично сваренными стальными листами) была возведена уменьшенная копия Земли. В 5-6-этажных «домах» из стекла и стали разместились семь экологических систем в миниатюре: влажный тропический лес, саванна, болото, соленое море, пустыня. Там были бассейны для рыб, инсектариум с 250 видами насекомых, сельскохозяйственная ферма и жилая часть – комнаты для сотрудников, мастерские, информационно-вычислительный центр для контроля над всеми процессами. Каждая сфера имела свой особый климат. К примеру, испарение воды из «моря» осуществлялось с помощью вентиляторов. Образующийся пар поступал в «джунгли», где поддерживалась определенная влажность, имитировались «облака» и «туман». Управляемые компьютерами защитные экраны позволяли иметь в каждом отсеке соответствующие температурные и световые условия. В этом искусственном мире продукты питания, кислород и вода непрерывно регенерировались, все процессы носили циклический характер. Углекислый газ, выдыхаемый людьми, поглощался растениями. А выделяемый ими кислород использовался для дыхания человека. Отходы жизнедеятельности обеспечивали плодородие почвы и служили кормом для водорослей, бактерий и водных растений, которыми, в свою очередь, питались рыбы. Исследователям не надо было отказывать себе и в мясе. «Мы разрабатываем комплексную систему питания, – рассказывал один из научных руководителей проекта Карл Ходжес, – люди не обязаны есть водоросли, у них будут козы, куры, рыбы и прочее. В таком виде модель биосферы в принципе могла бы существовать, развиваться и поддерживать свое равновесие и на Марсе». Хотя людям, находящимся в этой огромной воздухонепроницаемой конструкции, и был создан максимальный психологический и биологический комфорт, спрос с них был очень жестким. В частности, экологический тип мышления должен был стать для них непременным законом. Много изобретательности, находчивости, изворотливости, знаний, технического умения проявили творцы «Биосферы-2», однако настоящую оценку их труды смогли получить только когда первые эконавты «возвратились» на родную Землю. 1.2. Обнаруженные проблемы Уже через полтора месяца после начала эксперимента из «Биосферы-2» стали поступать тревожные вести. В атмосфере стеклянного здания, где обитали эконавты, начали накапливаться избытки углекислоты. Содержание этого газа превысило запланированное. Чтобы снизить его до нормы, пришлось применить механические средства. Тем самым концепция «чисто природной экосистемы» уже была нарушена. Отмечались и другие тревожные явления. В искусственной атмосфере «Биосферы-2» снизилась концентрация кислорода. Она упала с 21 до 14%. Результат – постоянные головные боли и снижение трудоспособности участников эксперимента. Эконавты стали испытывать и некоторое недоедание. Во-первых, расплодились вредители и стали съедать значительную часть урожая. Для борьбы с ними эконавты принялись разводить их естественных врагов – насекомых, питающихся личинками этих вредителей. Во-вторых, подвели свиньи: они не желали размножаться и набирать вес, пришлось забить их на мясо. Для решения проблемы недоедания пришлось увеличить плотность засева зерновых, а также высадить в тропическом лесу бананы и папайю. Биом пустыни просуществовал недолго. По утрам влага конденсировалась на стеклянной крыше «Биосферы-2» и искусственным дождём падала вниз. Спустя некоторое время после начала пустыня стала зарастать травой. В ходе проведения эксперимента одна проблемы оказалась весьма неожиданной. Так отсутствие ветра пагубно сказывалось на некоторых видах древесной растительности. В отсутствие давления ветра на ствол и ветви деревьев, механические ткани древесины оказались недостаточно развитыми. В результате стволы и ветви деревьев становились хрупкими и ломались под тяжестью собственного веса. Изначально предполагалось, что питание исследователей будет близко к вегетарианскому, но действительность далеко превзошла эти ожидания. Оказалось, что вырастить на четверти гектара достаточно продуктов для восьмерых – дело непростое. Эконавтам удалось самим выращивать лишь около 85% необходимых продуктов питания, они стали быстро терять в весе, в среднем каждый похудел на 10 килограммов, было отмечено резкое падение содержания сахара в крови, снижение количества белых кровяных телец, холестерина и кровяного давления. Вообще в «Биосфере-2» не все шло так, как надеялись ее создатели и устроители. Развелось много муравьев, травы и кустарники неожиданно стали захватывать территорию, выделенную под пустыню. Состояние искусственного океана также оставляло желать лучшего. Содержание планктона в его водах резко сократилось, и лишенные питания коралловые полипы вымирали. Почва в этом гигантском парнике оказалась излишне богата питательными веществами, из-за чего почвенные бактерии непомерно размножились. Эти микроскопические существа потребляли достаточное количество кислорода, что эконавты начали страдать от кислородного голодания. Несмотря на все эти трудности, эксперимент был завершен. Точно в назначенный срок, 26 сентября 1993 года, исследователи покинули свой ковчег. 1.3. Второй эксперимент В марте 1994 в «Биосфере-2» начала работать вторая смена эконавтов, уже из пяти человек. Сменилась и парадигма исследований. Первая вахта была занята в основном собственным выживанием, стремлением обеспечить себя всем необходимым для более-менее полноценной жизни. Теперь же в «Биосферу-2» стали вхожи специалисты-исследователи. Они проводили эксперименты, и срок их пребывания мог варьироваться от нескольких суток до нескольких месяцев. Это уже были фактически не эконавты, а представители различных наук. Между тем экологическая обстановка в «Биосфере-2» все ухудшалась. И осенью 1994 года и вторая смена специалистов была спешно эвакуирована, а здание − наглухо закрыто. В марте 1995 года было принято новое решение − откупорить «Биосферу-2», и очистить для приведения в изначальное состояние. В 1997 году проект «Биосфера-2» был закрыт. Тогда выяснилось, что температура и химический состав воздуха внутри помещений начинали выходить за пределы безопасности. Было потрачено 150 миллионов долларов в попытке ответить на вопрос, можно ли создать абсолютно автономную модель земной биосферы. В этот раз опыт окончился неудачей, «малая Земля», воссозданная стараниями ученых и конструкторов, стала непригодной для жизни. 1.4 Продажа и дальнейшее использование Однако уже в январе 2001 года у этого долгого эксперимента нашлось новое применение. Министр энергетики США подписал с Колумбийским университетом соглашение об использовании строений «Биосферы-2» для нужд его ведомства. Было решено в течение двух лет выделить 700 тысяч долларов на то, чтобы приспособить сооружение для изучения реакций экологической системы на глобальные и региональные климатические изменения. В настоящее время там проводятся небольшие эксперименты и экскурсии. заключение С каждым годом влияние цивилизации на окружающую среду становится все наименее прогнозируемым. Все мы чаше ощущаем это на себе, и не только лишь в виде загрязненного воздуха, отравленных рек и земли, сегодня исследователи утверждают об обширных последствиях для всей нашей Земли. Все чаще мы слышим о повышении уровня углекислого газа в атмосфере Земли и связанном с этим парниковом эффекте, который может вызвать глобальное таяние и потепление арктических и антарктических льдов, увеличение уровня воды в океане и затопление массы земель. Речь ведется о том, как прогнозировать влияние факторов, соединенных с деятельностью человека на нашу биосферу Земли. Ученые-экспериментаторы решили построить такую систему, которая была бы совершенно изолирована от остального мира, своеобразную мини-модель Земли. Система, в которую поступает лишь солнечная энергия, строго так же как это случается в нашей Планете. Ведь в нашу биосферу почти ничего не поступает извне, за исключением желтого света и тепла. Построив подобную систему, можно ставить различные опыты над экосферой и климатом в контролируемом пространстве. Подобные системы также могут пригодиться в будущем, при постройке человеческих поселений на иных планетах, при дальних космических полетах и т.д. Но из этого эксперимента многие сделали выводы другого характера. На одной из внутренних стен «планеты» до сих пор сохранилось несколько строк, написанных одной из женщин: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если вода загрязнится — нам нечего будет пить». Человечество, несмотря на всю свою сегодняшнюю мощь и независимость, является составной частью и продолжением единой природы. Отрицательным как для природы, так и для общества становится бесцеремонное вмешательство человека в окружающую среду, ибо последствия его из-за высокого уровня развития производительных сил зачастую носят уже глобальный характер и порождают глобальные экологические проблемы. Для человечества сегодня жизненно необходимо изменение отношения к природе и в конечном счете к самому себе. Сам путь решения экологических проблем необходимо начать с перехода от потребительского, технократического подхода к природе к поиску гармонии с нею. список использованных источников 1. Еремченко О.З. Учение о биосфере: учеб. пособие для вузов/ О.З. Еремченко.- 2-е изд., стер.- М.: Academia, 2006.- 240с. 2. Alexey Судьба «Биосферы-2»// Технологии. Электр. журн.- 9 января 2010. Режим доступа: http://www.priroda.su/item/1281 3. Виктория Бородина Лаборатория «Биосфера-2»- замкнутая экологическая система// Новости в мире. Электр. журн.- 13 января 2010. Режим доступа: http://becti.net/world/59518-laboratorija-biosfera-2-zamknutaja.html 4. Необыкновенный опят американцев - Биосфера-2//Общество и экология. – 11 июля 2012. Режим доступа: http://www.ethno-fest.ru/neobyknovennyi_opyt_amerikancev_biosfera_2.html |