趣味环境科学故事:沙漠改造不再是梦——人造树治理沙漠技术

据科学家测算,全球受沙漠影响的土地有3800万平方千米,等于4个美国那么大;我国960万平方千米的土地上,其中沙漠、戈壁和沙漠化的土地占了153万平方千米,人们预测,沙漠的进一步扩大对人类生存会造成极大的威胁。那就由童乐福科学网给同学们带来这个趣味环境科学故事:沙漠改造不再是梦——人造树治理沙漠技术。

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人们曾想办法去改造沙漠,但很难。因为沙漠太热了,太干了,风也太大了,种树种草都无法存活。一位西班牙学者提出了一个好主意:“派”人造树到沙漠去,作为改造沙漠的先遣队。

人造树做得和天然树一样,有根系、有树干、有枝、有叶,而且每株都有7~10米那么高。人造树是用聚氨酯和酚醛泡沫塑料做的,树根是由三条空心管道组成的一个三角形的框架,空心管壁上密布着小孔,用高压将聚氨酯塑料注到这三条空心管里去,塑料就会从管壁四周的小孔中渗漏出来,向着沙土的深处和远处延伸,等塑料凝固以后,这些人造树根就牢牢地固定在沙土里了,再强的风也吹不倒它了。人造树就这样先站稳了“脚跟”。

那些深深扎入沙土中的塑料细根,还能起着“毛细血管”的作用,将沙土下面潜藏的数量很少的水分,不停地吸到叶面上来,在阳光下蒸发,这样,人造树周围的空气就会变得湿润。另外,人们通常将人造树的树冠浇注成棕榈树树冠的形状,因为这种形状铺展的面积大。当夜晚沙漠中的温度降低的时候,空气中的水分就会在这些硕大的叶片上冷凝成许多露珠。人造树的树叶还能把这些露珠也吸收到枝干里去,到白天气温升高时,再缓缓蒸发出来,这也能增加空气的湿度。此外,人造树巨大的树冠还能形成树荫,使周围的气温降低。如果人造树的栽种面积比较大,就会在上空形成一个小小的冷气团。平时,从沿海地区深入到沙漠上空的暖湿气流,都因为沙漠地面上空的气温太高而让它们白白流过,如果沙漠上空有了冷气团,那冷气团会迫使暖湿气流降低温度,气流中饱含的水蒸气就会凝成雨滴,撒向干燥的沙漠。

因此,那位西班牙学者认为,有了人造树作为改造沙漠的“先遣队”以后,就能在人造树的下面种上小树、小草,它们得到人造树的滋润和保护,就能在沙土里扎下根,生存下去,它们也会起着改变沙漠气候和土壤的作用,到那时沙漠就会渐渐成为真正的绿洲。

除了“人造树”之外,美国的科学家们还在研究一种叫做奥克松斯的机器来占领沙漠,把它改造成聚宝盆。奥克松斯是从希腊语借过来的,意思是“成长”。

奥克松斯和人类以往的任何机器都不一样,这是一种以铁、铜、铝、硅、碳等常见元素作为原料,以太阳能作为能源,通过自我繁殖,使自己的数量以倍数递增的新型机器。奥克松斯的增殖能力是惊人的,每隔大约5个月,奥克松斯就能完成一次自我复制。将100个奥克松斯放到沙漠中央,10年之后它们的数量将会达到16亿!13年之后,它的覆盖面积会超过50万平方千米。它们的使命就是吞噬整个沙漠,把海水淡化成河流,把空气中的二氧化碳变成石灰岩的山脉。

奥克松斯的前景极其诱人,但自我复制机器人研究还在襁褓之中。

因为奥克松斯需要在自然环境下“生存”,是能够风餐露宿的“野生”机器,它们需要从沙子里提取出十种矿物,一步步造出和自己一模一样的机器。要把整个人类工业产业链,从采矿、冶金到机械制造、组装,全部浓缩在一个抽屉大小的机器里,并不是容易的事情。

学科展望:

目前全球荒漠化面积与月球表面总面积3650万平方千米大体相当。依靠高新技术把沙漠改造利用好,要比长途跋涉去改造利用月球和火星划算得多、省事得多、难度小得多。也许有一天,人类会将改造利用地球荒漠与探索开发月球提到同等重要的位置。

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