Реферат по экологии на тему Биосфера-2. Биосфера-2. Ргу нефти и газа (ниу) имени И. М. Губкина

• Название: Ргу нефти и газа (ниу) имени И. М. Губкина
• Анкор: Реферат по экологии на тему Биосфера-2
• Дата: 13.03.2022
• Размер: 1.29 Mb.
• Имя файла: Биосфера-2.docx
• Тип: Документы; #394284
• страница: 7 из 7

Ecosphere

Во время завершения эксперимента «Биосеры-2» в NASA разработало менее экстравагантный, но более успешный проект [15]. Космическое агентство придумало экосистему, которая, в отличие от всех предыдущих, принесла своим создателям вполне внушительный коммерческий доход. Это была Ecosphere — герметичный стеклянный шар-аквариум, диаметром 10-20 сантиметров, где находилось несколько креветок Halocaridina rubra, кусочек коралла, немного зеленых водорослей, бактерии, расщепляющие продукты жизнедеятельности креветок, песок, морская вода и прослойка воздуха. По уверениям производителей весь этот мир был абсолютно автономным: он нуждался только в солнечном свете и поддержании регулярной температуры — и тогда мог просуществовать «вечность». Креветки размножались и умирали, не выходя, однако, за рамки разумного числа, которое могли обеспечить существующие ресурсы. Ecosphere сразу приобрела невероятную популярность. Однако вскоре выяснилось, что вечность представляет собой 2-3 года, после чего биологический баланс внутри аквариума неотвратимо нарушался и его обитатели погибали. Тем не менее герметические аквариумы до сих пор пользуются популярностью — в конце концов, каждая цивилизация имеет свой срок годности и 2-3 года по креветочным меркам не так уж и плохо.

3. Марс-500

Успешными примерами создания замкнутых систем также можно считать МКС, медико-технический комплекс «Марс-500» РАН и несколько других подобных проектов. Однако их сложно назвать «биосферой». Вся пища космонавтов доставляется с Земли, а в главных системах жизнеобеспечения никак не участвуют растения. Регенерация кислорода на МКС происходит с использованием постоянно пополняемых с Земли запасов воды. «Марс-500» также забирает воду и частично воздух извне. Впрочем, для регенерации кислорода и восстановления запасов воды можно использовать реакцию Сабатье. Потребуется только небольшое количество водорода извне, а этот газ является наиболее распространенным не только на Земле, но и в космосе. Так что, например, деревья на гипотетических инопланетных станциях совсем не нужны. Но если бы для успешного функционирования нам хватало ежедневного поступления четкой суммы питательных веществ и кислорода все было бы слишком просто.

4. BioSphere и Beach World

На основе уникальных результатов, полученных в ходе экспериментов в замкнутой системе, ученые, бывшие в составе первой экспедиции «Биосферы-2», уже давно разработали миниатюрные биологические аквасистемы, размером от 10 до 30 см в диаметре, в которых абсолютно безо всякого ухода могут жить разнообразные морские и пресноводные животные и растения — креветки, улитки. Их назвали BioSphere и Beach World [16].

Теперь такие замкнутые "вечные" аквариумы не редкость в американских домах, в офисах корпораций и банков, на столах руководителей. Ведь это очень необычно — это есть далеко не у всех и не все себе могут это позволить; и удобно: не нужно менять воду, чистить стекла, кормить, как это приходилось бы делать с обычным аквариумом.

Сейчас существует два основных вида "биосфер" — BioSphere и Веаch World — пляжный или прибрежный мир.

В BioSphere воссоздан животный и растительный мир озер Флориды, там растет большое красивое растение Hornwort, а по нему с ветки на ветку, как обезьяны в лесу "прыгают" маленькие рачки "гаммарусы". Кроме того, там еще живут улитки трех видов, дафнии, циклопы, остракоды. Принцип работы BioSphere такой же, как и у биосферы Земли: извне поступает только свет, солнечная энергия, которая и дает жизнь всем живым существам.

В BioSphere все сбалансировано, растения производят на свету в процессе фотосинтеза кислород, которым дышат животные. Животные, в свою очередь, выдыхают углекислый газ, который нужен растениям. Так замыкается цикл кислорода. Кроме этого, в BioSphere соблюдены все остальные природные циклы азота, углерода, воды. Животные в BioSphere размножаются и живут, сменяясь поколениями. Это — "вечная" биосистема, как и наша Земля.

Понятно, что BioSphere для процветания необходимо достаточно света, причем желательно естественного или наиболее близкого к естественному, и комнатная температура. А на тот случай, если в помещении недостаточно светло, рекомендуется использовать специальные светильники с соответствующими лампами. Кстати, при таком освещении BioSphere смотрятся наиболее эффектно.

Еще одно изобретение — это Beach world. В отличие от BioSphere, с ее флоридскими обитателями, в них живут красные морские креветки, "уроженцы" Гавайских островов. Размер креветок 1–2 см. Они ходят по белому песку, ракушкам и разноцветным камушкам, не прячутся в грунте и поэтому очень заметны. Забавно наблюдать, как креветки "пасутся", "пощипывают" друг друга и даже носят маленькие песчинки! Если их побепокоить, они теряют на время свой ярко-красный цвет и становятся незаметными. Как только они успокоятся, их покровы вновь становятся красными. Они едят микроводоросли и дышат кислородом, который вырабатывают растения. Креветки "подстригают" растения, поддерживая их здоровыми. Креветка ест не сами растения, она скорее пощипывает их, поедая микроводоросли и бактерии, которые растут на них. Они буквально являются садовниками тех мест, где живут [17].

Эти креветки — исчезающий вид, в природе они живут только на отдельных островах Тихого океана. Причина вымирания креветок в том, что аквариумисты выпускали аквариумных рыбок. Рыбки поедают креветок, разрушая всю экосистему Гавайских озер, и, в результате, озера вымирают. Разведение креветок для использования их в Beach World — один из немногих способов сохранения их как вида. Beach World выпускаются в виде 4 и 5 дюймовых шаров и в виде пирамиды высотой 7 дюймов.

4. Судьба «Биосферы-2»

В январе 2001 года у этого долгого эксперимента как бы открылось второе дыхание. 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 [18].

Так началась вторая жизнь этого замечательного проекта. Дальние прицелы? Когда этот проект только замышлялся, Национальная комиссия США по космосу считала возможной создать в 2017 году поселения на Луне, а к 2027 году − на Марсе. Тогда подсчитали, что потребуется не менее трех лет жизни в условиях, подобных тем, что были организованы в «Биосфере-2», чтобы проделать путь к красной планете и вернуться обратно.

Пока же к Марсу, этой суровой, пустынной планете, малопригодной для жизни, где царят холод (морозы до минус 126 градусов Цельсия) и невероятная сухость (Антарктида по сравнению с красной планетой может показаться «настоящим оазисом»), непрерывной чередой отправляются автоматические космические станции-зонды - американские «Викинг-1» и «Викинг-2».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С каждым годом влияние цивилизации на окружающую среду становится все крупным и следствием данного - все наименее прогнозируемыми. Все мы чаше ощущаем это на себе, и не только лишь в виде загрязненного воздуха, отравленных рек и земли, сегодня исследователи утверждают о 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 подобный мир возможно было бы начать эксперименты, к примеру, увеличив содержания углекислого газа или иного вещества, поглядеть на последствия. К тому же, любопытно было узнать, как будет развиваться эта иная биосфера в будущем, если ее предоставить самой себе. И, естественно, подобный опыт может пригодиться в будущем, при постройке человеческих поселений на иных планетах (к примеру, на Луне), при дальних космических полетах (на Марс) и т.д.

Но из этого масштабного 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.

На сегодня, нигде в мире не существует надежно работающих замкнутых систем, в которых человек бы полностью обеспечивался кислородом, водой и частично пищей. Однако, возможность построения такой системы доказана.

Поэтому то, американское космическое агентство NASA проявило большой интерес к этим исследованиям, проведенным в “Биосфере-2” и к аквасистемам. Научные исследования связаны, прежде всего, с определением реакции окружающей среды на те или иные изменения в составе атмосферы, изучаются пути превращения тех или иных химических элементов внутри Биосферы-2. Ведь в ней по-прежнему поддерживается замкнутость и, например, атом углерода раз попав в нее, в ней и остается, только принимает разные «формы» — он может быть атомом, из которого состоит растение, углекислый газ, или входить в состав других молекул. Некоторые части научного комплекса теперь открыты для экскурсий.

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. 
   Our Mission. Biosphere 2 – URL: https://biosphere2.org/research/our-mission (дата обращения 17.11.2020 г.);
   
3. 
   Нельсон, М., Аллен Дж. П. Using a Closed Ecological System to Study Earth's Biosphere / М. Нельсон, Дж. П. Аллен // «BioScience». - 1993. - № 4. - С.225-235;
   
4. 
   Нельсон, М., Аллен, Дж. П. Biosphere 2: A prototype project for a permanent and evolving life system for Mars base / М. Нельсон, Дж. П. Аллен // «Advances in Space Research». – 1992. - №5 – С.211-217;
   
5. 
   Демпстер, У., Аллен, Дж. П. Achieving Closure for Bioregenerative Life Support Systems: Engineering and Ecological Challenges, Research Opportunities / У. Демпстер, Дж. П. Аллен - URL: https://www.researchgate.net/publication/252071985_Achieving_Closure_for_Bioregenerative_Life_Support_Systems_Engineering_and_Ecological_Challenges_Research_Opportunities (дата обращения 17.11.2020 г.);
   
6. 
   Биосферианцы испытывают трудности // «Природа», 1993. №7. С.117;
   
7. 
   Демпстер, У., Аллен, Дж. П. Achieving Closure for Bioregenerative Life Support Systems: Engineering and Ecological Challenges, Research Opportunities / У. Демпстер, Дж. П. Аллен - URL: https://www.researchgate.net/publication/252071985_Achieving_Closure_for_Bioregenerative_Life_Support_Systems_Engineering_and_Ecological_Challenges_Research_Opportunities (дата обращение 17.11.2020 г.);
   
8. 
   Нельсон, М., Тилло, В. М. Bioregenerative recycling of wastewater in Biosphere 2 using a constructed wetland / М. Нельсон, В. М. Тилло // «Ecological Engineering». – 1999. - №13. – С. 189-197;
   
9. 
   Нельсон, М., Грей, К., Аллен, Дж. П. Group dynamics challenges: Insights from Biosphere 2 experiments / М. Нельсон, К. Грей, Дж. П. Аллен // «Life Sciences in Space Research». – 2015. - №6 – С.79-86;
   
10. 
    Нельсон, М., Демпстер, У., Аллен, Дж. П. Carbon dioxide fixation and respiration relationships observed during closure experiments in Biosphere 2 / М. Нельсон, У. Демпстер, Дж. П. Аллен - URL: https://www.researchgate.net/publication/241383398_Carbon_dioxide_fixation_and_respiration_relationships_observed_during_closure_experiments_in_Biosphere_2 (дата обращение 17.11.2020 г.);
    
11. 
    Демпстер, У., Тилло, В. М, Аллинг, Аб., Аллен, Дж. П. Technical review of the Laboratory Biosphere closed ecological system facility / У. Демпстер, В. М. Тилло, Аб. Аллинг, Дж. П. Аллен // «Advances in Space Research». – 2004. - №7. – С. 77-82;
    
12. 
    Walford, R. L. The 120-year diet : how to double your vital years / R. L. Walford – М.: New York : Simon and Schuster, 1986 г. – С.157;
    
13. 
    Нельсон, М., Демпстер, В. М., Аллен, Дж. П. Biosphere 2: A prototype project for a permanent and evolving life system for Mars base / М. Нельсон, В. М. Демпстер, Дж. П. Аллен // «Advances in Space Research». – 2008. - №41 – С.787-797;
    
14. 
    “Биосферу-2” проветрили и почистили // «Природа». - 1996. - №1. -С.117-118;
    
15. 
    Последняя разработка NASA у вас дома // "Мир климата". – 2003. - № 2. - С. 34-42;
    
16. 
    Эксперимент “Биосфера-2” продолжается // «Природа». - 1995. -№1. - С.119-120;
    
17. 
    Необыкновенный опыт американцев- Биосфера-2 // Общество и экология. – 11 июля 2012. URL: http://www.ethno-fest.ru/neobyknovennyi_opyt_amerikancev_biosfera_2.html (дата обращения: 03.09.2020);
    
18. 
    Судьба «Биосферы-2» // Технологии- URL: http://www.priroda.su/item/1281 (дата обращения: 03.09.2020);
    
19. 
    Бородина, В. Лаборатория «Биосфера-2» - замкнутая экологическая система// Новости в мире - URL: http://becti.net/world/59518-laboratorija-biosfera-2-zamknutaja.html (дата обращения: 03.09.2020).