3D打印拯救珊瑚礁:香港科学家开发方法

香港大学的建筑师和海洋科学家开发了一种新方法来保护香港东部海岸线的珊瑚礁系统。通过使用专门为附着珊瑚而设计的3d打印陶土瓦,他们发现种植在香港海下湾海岸公园的珊瑚的生存几率提高了。
这些3d打印的陶土砖或珊瑚房屋于2020年7月部署在海下湾海岸公园的三个不同地点。地点包括珊瑚滩、月亮岛和世界自然基金会海洋生物中心附近的一个庇护海湾。
项目中的建筑和海洋保护团队raybet網址报道去年夏天铺设的人工珊瑚礁系统现在充满了包括墨鱼在内的野生动物(据Phys.org报道报告).这一发现显示出很大的希望,可能会影响该地区甚至全球未来的修复项目。
这项修复工程由香港渔农自然护理署(raybet網址渔护署),作为研究当地珊瑚生态系统的一部分。根据他们的报告,选择海下湾海岸公园是因为最近记录的生物侵蚀事件,以及白化和大规模死亡。
在过去,世界各地的不同项目故意将船只或混凝土沉到海底,以给珊瑚提供受保护的茁壮成长的空间。这个方法有试过了在世界各地都取得了不同程度的成功。尽管这些方法在过去取得了一些成功,但它们也可以改变水的化学成分。这就是香港使用3d打印生长介质的优势所在。
他们没有使用混凝土,而是使用陶土,因为混凝土会在侵蚀后向水和基质中添加钙和其他矿物质。这种古老的建筑材料由酒浆和粘土制成,最大限度地减少了对环境的影响。粘土基本上是土壤,所以它会保持水的化学成分不变,如果瓷砖不能产生任何珊瑚群落,它只会及时侵蚀到海洋中,没有任何持久的影响。
建筑学院制造及材料科技实验室机器人制造实验室的建筑师,以及香港大学理学院太古海洋科学研究所的海洋科学家,携手合作,用陶土制作珊瑚附着的礁石瓦。珊瑚长大后,这些物质就会溶解掉,留下根深蒂固的珊瑚床。
它是如何工作的

这些3d打印瓷砖是专门设计来帮助珊瑚恢复的,通过提供一个结构健全的基础,模仿海底的自然地形和裂缝。这种外壳也有助于模拟生物侵蚀,这一直是这些水域珊瑚的担忧。这些人工床是用来作为珊瑚的锚,这些珊瑚被移走了,无法自己生存。
在海岸公园常见的三种鱼种:圆齿鱼、圆齿鱼和圆齿鱼;被选为这项研究的对象。种植这些珊瑚的瓦片是为了为其他海洋物种创造一个多样化的栖息地。这些生长形式多样的珊瑚就是为了达到这个目的。
在机器人3d打印机的帮助下,用陶土打印出了128块直径为600毫米的礁瓦,并用1125摄氏度的高温炸硬。这些人造礁瓦的设计灵感也来自珊瑚的典型模式(如脑珊瑚和一些SPS珊瑚物种),并整合了几个性能方面,以解决香港水域不断恶化的状况,并帮助应对水温的波动官方记事表.
Terracotta瓷砖
珊瑚群落由数百万只活的珊瑚虫组成,珊瑚虫是对温度变化高度敏感的无脊椎动物。当天气太热时,它们就会失去鲜艳的颜色并死亡,无法附着在岩石表面生长。
通过使用这些瓷砖,团队还创建了一个可控的环境,允许更有效的数据收集方法,包括生长模式、成功的附件和存活率。除了依赖天然息肉或金属结构,还需要考虑其他几个参数,这些瓷砖有效地解决了这些问题。
这些瓷砖比使用混凝土和金属的传统方法更环保。它们是用粘土打印的,然后在窑里硬化成陶土。400块珊瑚碎片的瓷砖被铺在海洋公园40平方米的海底区域。
研究结果

种植在这些瓷砖上的珊瑚现在比传统的移植方式存活得更好。科学家估计成功率高达90%,这是前所未有的。据phys.org报道,自从去年夏天种植以来,这些人工珊瑚礁现在充满了野生动物报告.
“我们第一次放下瓷砖时,周围有几条鱼。现在,去年夏天铺设的人工珊瑚礁上充满了包括墨鱼在内的野生动物。”
在过去,不同的项目在全球范围内实施,使用不同的方法,如沉船或使用混凝土和金属来拯救珊瑚,但没有一个被证明是如此成功。
有未来吗?
全球海洋生物学家都在寻找理想的珊瑚礁种群计划,因为珊瑚正处于灭绝的边缘。全球变暖和海洋温度的升高已经摧毁了大量的珊瑚礁种群,尤其是在温暖的热带水域。
世界上有几个地区受到保护,但人口变化不大。像澳大利亚大堡礁这样大而受欢迎的礁床现在被国际自然保护联盟(IUCN)列为“危急”。raybet網址这是一个令人担忧的主要原因,因为科学家们报告了海洋温度的巨大变化,这被证明对珊瑚和其他海洋动物的健康极其有害。
与热带水域的珊瑚相比,亚热带水域的珊瑚对气候变化的适应能力更强,可以承受更大的温度范围。
尽管3d打印的陶土砖在香港取得了成功,但它们并不能解决大面积白化的问题。但参与陶俑项目的科学家们希望,他们可以帮助识别具有遗传弹性的物种,以抵御未来的环境压力,并为珊瑚争取足够的时间来适应并迁移到更合适的地方。
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