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《我们爱科学》

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不让海洋再“受伤”

2012-11-05 13:45:20

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不让海洋再“受伤”

杨先碧

 

地球上约70%的表面被海洋所覆盖,所以,要想拥有一个清新美丽的地球,一定要好好保护海洋。可人们发现,海洋污染越来越严重,甚至连深海区域都不能幸免。快想办法拯救海洋吧!

看,为了保护海洋,不让海洋受到更多伤害,科学家正在努力,他们想出了很多新技术、新方法——

投放“罐中实验室”

为了研究海洋生态,必须采集一些海洋生物的样品。最近,美国研究人员开发出了新型自动海洋生物分析器——“罐中实验室”。

这种仪器的外观就像个钢罐。它的“大脑”是远程监控计算机,科学家可以进行遥控;它的“内脏”则是多种微型仪器,能对样品进行自动分析。

当“罐中实验室”潜入深海后,能不停地吸入海水,海水从带滤网的出水口排出时,海水中的生物就会被留下来。罐子里面的仪器能对海洋生物的身体结构、细胞构造、蛋白质组成、DNA种类等进行快速分析。它还能在不同地点和深度收集海水样品,分析海水的化学成分。

当“罐中实验室”被拉出水面时,它就启动无线信号传输器,把分析结果快速传输到实验基地。科学家通过分析海洋生物的分布情况及生理构成,再结合海水样品分析结果,可以快速准确地了解海洋生态环境及污染情况。

构建海洋观测系统

为了更好地监测海洋环境,很多国家都在建造海洋观测系统。

美国国家科学基金会和海洋规划协会正在建造的庞大海洋观测系统,包括数百个水下传感器,它们组成网络,能观测近海、公海和海底等位置的气候变化、海洋环流、海洋酸化等信息;还包括可遥控操纵的潜水机器人、水下取样器、通信器和海上浮标等,其中,潜水机器人能够潜入深海,水下取样器能够以每分钟一次的频率进行采样,通信器将这些数据发送给陆地上的计算机,海上浮标采集的数据则可通过高速网络发送给卫星。如果这个监测系统建成,可以更好地监测海洋生态环境。

  不只是美国,包括中国在内的多个国家也在建造类似的系统。2009年初,我国在上海附近海域建成了一个海底观测试验系统——东海海底观测小衢山试验站,为组建全面的海底观测系统积累了技术和经验。

打造太阳能舰船

海面运输极为繁忙,舰船非常多。这些船会消耗大量燃料,还会排出温室气体。赶紧换乘太阳能舰船吧!

201254,世界首艘太阳能动力双体船“星球太阳”号完成环球之旅。它于2010927自摩纳哥起航,整整航行了20个月,整个航程长达4.3万海里(约合7.96万千米),相当于绕地球两周。“星球太阳”号是目前世界上最大的全太阳能动力双体船,船体长31,可以容纳40名乘客。它的甲板上铺设了537平方米的太阳能电池板,还装有6个巨型充电锂电池,使得它在阴雨天也能继续航行。

  在环球之旅中,这艘船不仅不烧燃料,而且温室气体排放量差不多为零。要是类似的绿色舰船得到推广,就可以大大减少对海洋乃至整个地球生态环境的污染了。

派遣鼩鼱机器人

深海里漆黑一片,水下机器人什么也看不清,打开探照灯吧!

等等,探照灯一亮,深海动物都吓得四处逃跑了,怎么能探测到真实的海底情况呢?还是看英国科学家的吧,他们派出了鼩鼱(qú-jīng)机器人。

鼩鼱是世界上最小的哺乳动物之一,体长只有4厘米。由于它们生活在洞穴中,并且夜晚出来觅食,所以视力已经基本退化了。不过你不用为它们担心,它们可以用胡须来探测四周的情况。英国研究人员由此获得灵感,设计出了一种可以探测深海幽暗环境的鼩鼱机器人。

这种机器人采用全新的“主动触摸”方式来探测周围环境,它在海底高速前进时,通过胡须的振动收集其他物体的位置、形状和质地等信息。除了探测深海环境外,这种机器人还可以在战场、灾区等视野受限的环境中工作。

使用海水锂电池

  打开手机、笔记本电脑、数码相机,你会看到锂离子电池的身影。现在的锂电池有一个明显的缺点,就是怕水,这是因为锂遇到水或者潮湿空气极易自燃乃至爆炸。就是因为锂电池怕水,所以它很少用到舰船等接触水的器械中。

  然而,美国研究人员反其道而行之,研制出了一种海水锂电池,利用的正是锂易与水起反应而释放能量的特性。这种电池的关键部件,是包裹锂的电解质薄膜,这种膜可以让海水与锂缓慢接触,逐渐反应,杜绝爆炸的危险。在海水锂电池中,每千克锂足以产生1.3千瓦时的电力,而相同重量的普通锂电池只能产出0.4千瓦时的电力。

    研究人员表示,有了这种海水锂电池,舰船就可以采用电力驱动了,这样会大大降低燃油对海洋的污染。


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