临近空间生物研究及其天体生物学意义

临近空间指海平面之上20～100 km高度的空间,包括大部分的平流层、整个中间层和少部分热层.临近空间是生物圈-大气圈-电离层的多圈层耦合区,是保护人类和地表生物圈免受太阳风和宇宙辐射侵蚀的重要屏障,上接外层空间,下临各国领空,战略地位突出.临近空间独特的高辐射、低温、干燥、低气压等复杂极端环境条件是实验室无法模拟的,可以类比早期地球的高辐射环境和现代火星的表面环境,使其成为开展地球生物学和天体生物学研究的天然实验室.近年来研究人员相继在临近空间20～41 km高度发现许多微生物,表明临近空间中存在着一个未知的生物圈.随着浮空器技术的进步以及实验载荷和方法的研发,临近空间的生物学研究,特别是在临近空间生物多样性及其环境适应机制等方面取得了一系列新进展.这为更好地认识地球生物圈上边界、生命生存极限、类火星环境生命、生命星际传输、行星保护等天体生物学问题提供了新的突破口.临近空间生物学研究与近地轨道空间中开展的生物实验具有很好的衔接和互补,随着我国将于2022年前后完成中国空间站建造以及"登月探火"等深空探测计划的逐步实施,临近空间生物学研究不仅可以为未来空间站的相关研究提供支撑,而且也将进一步促进我国在天体生物学研究领域的发展.     

走出“生物圈2号”——太空移民的一次成功探索

1991年9月26日,由4男4女8位科学家组成的"生物圈2号"试验小组,开始了一项史无前例、与世隔绝的生态系统试验。两年后的9月26日,这8名生物圈人满面春风地从"生物圈2号"中走了出来,重新返回了人间。"生物圈2号"是美国提出登月计划后实施的最令人瞩目的科研项目。它由美、英一个联合小组设计,美国"太空生物圈风险投资公司"经营的,其目的是探索人类在其它星球上生存的可能性,为将来向太空移民创造条件。"生物圈2号"是一座钢和玻璃结构的温室式     

生物圈2号接受输氧

建于美国亚利桑那州图森市附近的“生物圈2号”最近开始接受输氧,以解决这一封闭实验环境中因空气逐渐稀薄而对居住者造成的生活困难。“生物圈2号”是一个耗费巨资建成的玻璃和钢制半圆拱顶型建筑,占地3.15公顷。它模仿各种气候条件并有种植园地,与外界处于     

深部生物圈病毒研究进展与展望

病毒是地球上丰度最高的生命形式,广泛分布于包括深部生物圈在内的各种环境中.病毒通过侵染微生物宿主影响其生态特征、生态过程和生物地球化学循环,被称为"全球尺度过程的纳米尺度推动者".然而,病毒在深部生物圈中的生态功能和生物地球化学作用仍是一个"黑箱".本文综述了深部生物圈病毒的研究进展,包括病毒在典型深部生物圈环境中的分布规律和环境调控因素、多样性和群落结构、生活方式和活性、与宿主相互作用、生态效应和生物地球化学意义.在此基础上,对深部生物圈病毒在生物学、生态学和生物地球化学方面的研究方向提出建议,以期促进深部生物圈病毒学科的发展.     

探索太空世界的创举——生物圈二号

据报道,为研究太空世界,美正建立“生物圈二号”,模拟太空生活环境。将有八名实验者进入与外界隔绝密封的微型地球上,从事富有意义的探索。在这里我们将会看到一个生物圈实验者走过来,这儿是热带雨林,气候温和湿润,阔叶树上正是熟透了的香蕉。大约100英呎处,另一位生物圈人在微型海洋岸边漫步,观察在机械作用下产生的海浪是否适度地冲击珊瑚礁。再向南一点,从事实验的植物学家正在研究湖泊淤泥中芦苇的生长状况。另一个生物圈人来到人造世界的边缘,脸贴在冰凉的玻璃上向外张望。沙     

诱人的水下城市设想

正想住在海面下的城市中吗?英国一位设计师兼未来学家不久前发布了未来水下城市的效果图,看起来非常诱人。这座被命名为"水下生物圈2号"的结构有八个圆顶单元,直径约为310米。"水下生物圈2号"的中央结构是"生命支持生物圈",其他结构包括一个观测舱和总共能容纳100人的多个居住舱,每个居住舱     

重现生机的生物圈2号

天刚蒙蒙亮,一辆辆旅游大轿车就轰鸣而来,打破了美国亚利桑那沙漠腹地的宁静。来自世界各地的游人走出停车场后,一个巨大的玻璃建筑就映入众人眼帘,它熠熠发光耀人眼目,这就是举世闻名的“生物圈2号”。 生物圈是指星球上存在有机体生命的圈层,圈中生物间、生物与环境之间密切依存,息息相关。如果说地球是生物圈1号,生物圈2号则     

环境保护:基础研究提纲

科学技术进展对周围自然环境(生物圈)产生多种多样影响。研究这些影响是当代最重要的问题之一。这种研究的根本目的是保护并改善环境,使当代和我们的后代能幸福地生存。本文根据苏联科学院生物圈问题学术委员会全体会议的材料,阐明有关进一步制订生物圈资源的合理利用,周围环境的保护和改善等问题的基础研究主要方向的内容。     

生物圈的未来

在今后几十年,我们的栖息地会发生重大变化吗?假如有变化,又是什么样的变化呢? 无疑,行星经济地理学将变得更复杂,从而具有更大的经济活力。根据一些科学家的预测,到下世纪中叶,世界气候将变暖,自然条件将发生根本的变化。 M.布迪柯(M.Budyko)在“生物圈开发”研究中的假说得到了科学的支持。作者采用的地质生态学方法是基于作者本人对过去和现在地球生物圈的广泛研究。书中包含许多新数据,并且给出很多独创性的结论,因而,在有关环境问题的世界出版物中,该书占有显著的位置。该研究的主要价值在于它的适时性和广泛性。生物圈理论的先驱者是V.凡尔纳茨基(V.Ver-nadsky)。伟大的俄国科学家说过:没有一种力量比生物圈更持久了,生物圈的作用比生物更有活力(此处说的生物是指所有存在的有机物的总和)。消耗太阳能后,生物可变成化学上的化合物,这种化合物能做化学功。     

中国的“过去全球变化”(PAGES)研究跃居世界前列

<正>地球环境是人类生存的基础,全球范围内突出的环境问题已引起各国政府和社会公众的关注.由于环境变化是自然因素和人为因素双重作用下的产物,为此,国际学术界认为应把环境问题放在更广阔的背景下研究,即地球各层圈是一个相互关联、相互制约、相互作用的整体.在这一学术思想指导下,国际科学联合理事会(ICSU)于80年代后期制订了国际地圈-生物圈研究计划,并于90年代初将“过去全球变化”(PAGES)列为5个核心项目之一.国际地球科学联合会与联合国教科文组织也联合制订了“地球过程与全球变化”的研究规划.围绕这一主题,世界各国依据本国实际,发挥地区优势,选择适当突破口(如冰岩芯记录、深海沉积等),纷纷确定本国的研究方案.我国地处中纬、幅员辽阔,自然环境复杂,加之位于三大季风区的交汇处,无疑是全球变化的重要区域.面对激烈的国际竞争,国家自然科学基金委员会地球科学部依据我国的干旱、半干旱区是研究全球变化的枢纽地区,也是其它国家所不具备的优势,于1991年及时组织实施了以“八五”重大项目《我国干旱半干旱区15万年来环境演变的动态过程及发展趋势》为主体的“过去全球变化”(PAGES)研究.该项目研究的总体目标为:通过在我国干旱半干旱区建立有代表性的环境地质剖面和东西向大断面,高分辨率高准确度地提取黄土及其它沉积物中保存的环境信息,重建15万年来环境演变序列及其典型时段的空间变动幅度,研究动态过程,建立概念模型,探讨控制因素,预测发展趋势.     

藻类生物与自然界CO_2循环的生物地球化学

生物地球化学,一门新兴的交叉学科 1983年以来,国际科学联合会理事会正在制定一项国际地质圈—生物圈研究规划(英文缩写ICBP),并且提出1990年代的10年执行这一研究规划。国际科联的一个特别计划小组于1985年2月24日在华盛顿召开的会议上提出了可作为国际地质图—生物圈规划早期的研究项目,其中第一项是:陆地和海洋生物群在生物地球化学循环中的作用。由此可见,作为交     

工作空间：悄悄影响你的思考

<正>工作或学习的空间环境，对你的认知能力影响很大。2001年夏天，黑人女性切尔扬作为一个刚毕业的研究生参加几家科技公司的实习生招聘面试。这几家公司都位于美国加州湾区。切尔扬回忆，其中一家公司的工作环境看上去很不友好——那里就像一个宅男的地下室，到处都是人偶和玩具枪，     

三大难题

改造火星的第一个步骤是实施"埃柯波伊西斯"计划.该计划的定义是:在一个不毛之地的行星上,建造一个无所不包的厌氧微生物生物圈.该计划要实现对火星环境的五个方面的调控:增加火星大气数量;使火星全球平均温度升高60℃;提供可用的液态水;提供足够植物根部呼吸的氧气;在大气成分中增加氧和氮的比例.     

生态圈的演化

生态圈(ecosphere)一词是生物圈与生态系统两个概念的结合,包括生物圈及其赖以生存和发展的环境——大气圈、水圈和岩石圈在内,在地球史上它们是统一发生、统一演变和统一形成的。对生态圈演代历史的探讨,有助于揭示生命与环境之间的微妙关系。     

关于次加泛函的极大、极小值问题

我们知道,在一个自反Banach空间中,每一个其上定义的连续线性泛函,均能在该空间的单位球(闭球)上取到它的极大值(而且,这还是一个Banach空间为自反空间的特征)。此外,我们还知道:在一个自反的Banach空间中任一有界闭凸集上定义的每一(取有限值的)     

长期载人空间飞行的生命保障技术

一、前言航天员进入太空执行航天任务必须有一个能够使他生存并有效地进行工作的环境和物质条件。也即必须人工创造一个载人航天器舱内大气环境和居住条件。舱内环境控制和生命保障技术的复杂程度取决于航天员人数和空间飞行时间等因素。短期飞行一般使用开放式生命保障系统,而长期飞行需要采用半闭式系统(见图1)。对于大规模的空间基地,人类将有限地自给自足而实现空间闭路生态系统,完全闭合氧、水和碳三个回路。     

海洋开发,大有可为——访上海海洋联合科技公司总经理雷宗友高级工程师

1992年8月28日,又有一批公司、三产机构开张,这其中有一家公司的开张祝贺广告引起了许多人的关注:上海首家全方位海洋高新科技经济开发实体——上海海洋联合科技公司宣告诞生,一幅贺联点出了该家公司的开办宗旨:大力发展海洋高科技产业,共同创造人类美好的明天。我和许多人都认为,这家公司的主事者、策划人很巧妙地,更应该说是很有胆识地抓住了一个为一些人所疏忽或欲干不能的领域——海洋,作为自己的舞台、活动空间,不能不说是高人一筹之举。众所周知,人类正面临着诸如食物紧缺、能源     

中国的“过去全球变化”(PAGES)研究跃居世界前列

地球环境是人类生存的基础,全球范围内突出的环境问题已引起各国政府和社会公众的关注.由于环境变化是自然因素和人为因素双重作用下的产物,为此,国际学术界认为应把环境问题放在更广阔的背景下研究,即地球各层圈是一个相互关联、相互制约、相互作用的整体.在这一学术思想指导下,国际科学联合理事会(ICSU)于80年代后期制订了国际地圈-生物圈研究计划,并于90年代初将“过去全球变化”(PAGES)列为5个核心项目之一.国际地球科学联合会与联合国教科文组织也联合制订了“地球过程与全球变化”的研究规划.围绕这一主题,世界各国依据本国实际,发挥地区优势,选择适当突破口(如冰岩芯记录、深海沉积等),纷纷确定本国的研究方案.我国地处中纬、幅员辽阔,自然环境复杂,加之位于三大季风区的交汇处,无疑是全球变化的重要区域.面对激烈的国际竞争,国家自然科学基金委员会地球科学部依据我国的干旱、半干旱区是研究全球变化的枢纽地区,也是其它国家所不具备的优势,于1991年及时组织实施了以“八五”重大项目《我国干旱半干旱区15万年来环境演变的动态过程及发展趋势》为主体的“过去全球变化”(PAGES)研究.该项目研究的总体目标为:通过在我国干旱半干旱区建立有代表性的环境地质剖面和东西向大断面,高分辨率高准确     

开垦外星的先驱生物

要在太阳系中改造一个没有任何生物的荒凉星球可不是一件容易的事。也许人类首先要让其他生物作为先驱者,建立起初级的生物圈,将行星改造成适合人类定居的环境后,再搬过去住。但即使像金星和火星这样最接近地球环境的星体,对地球生物也太不友好。因此,人类不可能把大型动物或者     

俄公司计划建造商业空间站

<正>不久前,两个俄罗斯公司宣布计划合作建造一个商业空间站,即创建第二个近地轨道终点站。两个俄罗斯公司希望能建造有史以来第一个商业空间站。那么,在近地轨道上很快就会有另一个人类终点站?还是说这仅仅是一个黄粱美梦?俄罗斯轨道技术公司和火箭与空间公司在一份新闻稿中说,他们将合作建造、发射和运营这个空间站,并预计个人、专业人员以及有兴趣进行科学研究的科学家都会成为这个空间站的用户。