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3D打印技術(shù)可以用來(lái)拯救珊瑚白化危機(jī)

時(shí)間：2017-03-25 11:34 來(lái)源：國(guó)家地理作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次

關(guān)于珊瑚礁的新聞總是讓人喜憂參半。珊瑚是地球上最脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)海洋生物的意義重大。這一物種對(duì)溫度變化極為敏感，目前正走向滅亡，其速度令所有人震驚。根據(jù)今年早些時(shí)候發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》（Nature’s Scientific Reports）上的報(bào)道，至本世紀(jì)末，幾乎每個(gè)珊瑚礁都會(huì)每年遭遇一次危及生命的漂白。上個(gè)月，澳大利亞科學(xué)家在調(diào)查了大堡礁之后表示，這個(gè)世界最大的珊瑚礁系統(tǒng)在去年的時(shí)候，經(jīng)歷了有史以來(lái)最嚴(yán)重的一次漂白，損失了近四分之一，而今年的情況或?qū)⒏訃?yán)峻。

雖然形勢(shì)如此嚴(yán)峻，但或有一絲希望尚存。相較于天然珊瑚礁，人造珊瑚礁在面對(duì)變化的海洋化學(xué)環(huán)境時(shí)，不僅受氣候變化影響程度更小，且狀態(tài)更穩(wěn)定。目前科學(xué)家正在利用3D打印技術(shù)，模仿天然珊瑚礁的紋理和結(jié)構(gòu)來(lái)制作人造珊瑚礁，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)之前恢復(fù)工作沒(méi)能達(dá)到的效果。

3D打印珊瑚的試驗(yàn)裝置在地中海、加勒比海、波斯灣和澳大利亞投入運(yùn)行。倘若這些人造珊瑚礁試驗(yàn)成功，在未來(lái)幾年時(shí)間里不僅能成功吸引魚(yú)類(lèi)，還能誘惑珊瑚幼蟲(chóng)附著在上面，進(jìn)行建構(gòu)和繁殖，那么新的珊瑚礁就會(huì)生長(zhǎng)出來(lái)，重建地球上最重要的生物棲息地。

在這張?zhí)貙?xiě)中可以看到，由于海水升溫引發(fā)的漂白作用，珊瑚蟲(chóng)失去了顏色。

攝影：KEITH A. ELLENBOGEN, AP

夏威夷大學(xué)的海洋科學(xué)家Ruth Gates一直在研究珊瑚對(duì)氣候變化的承受度。她說(shuō)：“這是一次很有意思的進(jìn)步，促使我們?nèi)シ此迹屑?xì)思考最初的那里究竟有些什么，究竟是什么樣子。我覺(jué)得這種進(jìn)步很難得，很不錯(cuò)。”

如何打印珊瑚

3D打印技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)80年代，其重要性堪比工業(yè)革命時(shí)期跨時(shí)代性的重要發(fā)明。這項(xiàng)3D技術(shù)應(yīng)用廣泛，從珠寶到汽車(chē)配件，甚至還使用人體細(xì)胞打印腎臟（這些腎臟已被成功移植）。

21世紀(jì)初，3D打印技術(shù)進(jìn)入了野生動(dòng)物世界。Dudley是生活在加拿大英屬哥倫比亞省的一只鴨子，曾在和雞類(lèi)的打斗中落敗受傷，人們給它安裝了一個(gè)假肢。除此以外，一只喙被打掉一半的白頭海雕也接受了這項(xiàng)技術(shù)的幫助，打印出來(lái)的喙似乎和真的一般無(wú)二。這樣看來(lái)，用3D打印技術(shù)重建珊瑚結(jié)構(gòu)只是時(shí)間問(wèn)題。

大堡礁

2012年，第一個(gè)使用3D打印技術(shù)完成的珊瑚礁沉入了波斯灣的巴林島附近海域。相對(duì)于鳥(niǎo)喙和鴨腿，這堪稱(chēng)為質(zhì)的飛躍。因?yàn)樵O(shè)計(jì)3D珊瑚相當(dāng)于為特定居民設(shè)計(jì)一座城市。每一塊礁石都重達(dá)2.5噸。珊瑚礁由數(shù)百萬(wàn)只小珊瑚蟲(chóng)建造而成，珊瑚組織內(nèi)部則生活著一種像海藻一樣的生物，名為蟲(chóng)黃藻。二者之間相互依存。珊瑚為蟲(chóng)黃藻提供安全的港灣，蟲(chóng)黃藻為珊瑚提供重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。人造珊瑚并不稀奇，此前的“人造珊瑚”一般由沉船、塑料、混凝土塊、舊輪胎、舊汽車(chē)組成。人們把這些堆積到海底，希望魚(yú)類(lèi)和其他海洋生物能在此生活。一尊基督雕像就靜靜地佇立在佛羅里達(dá)群島的波濤之下，上面長(zhǎng)滿了珊瑚。

雖然如此，仍然出現(xiàn)過(guò)很多因不適應(yīng)周?chē)h(huán)境而失敗的案例。但是另一方面，3D打印的珊瑚可以再現(xiàn)自然角落和縫隙、魚(yú)的安全空間、水流道、通道，還有不同角度帶來(lái)的光影等等，讓魚(yú)類(lèi)可以躲避捕食者。

荷蘭的波斯卡里斯海運(yùn)公司目前與摩納哥王子阿爾伯特二世基金會(huì)（the Prince Albert II of Monaco Foundation）合作，準(zhǔn)備把六個(gè)3D打印的珊瑚結(jié)構(gòu)放入摩納哥拉爾沃托保護(hù)區(qū)。這些珊瑚由白云石砂做成，每個(gè)都重2.5噸，直徑2米，略高于1米，需要13個(gè)小時(shí)打印。

公司的兩位高級(jí)工程師Astrid Kramer和Jamie Lescinski在采訪中透露，將會(huì)對(duì)3D珊瑚礁進(jìn)行為期兩年的觀察，看看有多少原本生活在自然珊瑚里的海洋生物會(huì)返回人造珊瑚礁生活。究竟什么種類(lèi)的魚(yú)會(huì)回來(lái)生活，這不僅受到珊瑚空隙的大小影響，還會(huì)受到直徑的影響。

Kramer表示：“現(xiàn)在為了提供足夠的棲息地，我們還需要一個(gè)更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，里面要有足夠的空隙和小型空間。”3D打印珊瑚作為一種新事物，其大部分情況仍然屬于未知。比如說(shuō)，該怎么吸引珊瑚蟲(chóng)？這些龐然大物的可持續(xù)性如何？以及它們能承受住颶風(fēng)強(qiáng)度的風(fēng)暴嗎？這些問(wèn)題都有待考量。Gates說(shuō)：“珊瑚礁如果失去了活性組織，它會(huì)迅速腐敗，進(jìn)而被侵蝕，最終變成碎石。珊瑚生長(zhǎng)在腐蝕性環(huán)境中，因此作為活體結(jié)構(gòu)，如果沒(méi)有非常堅(jiān)固的材質(zhì)，它們很容易就會(huì)發(fā)生惡化。”

Cousteau的嘗試

加勒比海方面，今年1月時(shí)，F(xiàn)abien Cousteau和港村海灘俱樂(lè)部一起在博內(nèi)爾島開(kāi)展3D打印珊瑚項(xiàng)目。Cousteau是已故著名海洋探險(xiǎn)家Jacques Cousteau的孫子，4歲時(shí)就開(kāi)始在加勒比海潛水。他曾親眼看到珊瑚死去，眼見(jiàn)著那個(gè)生機(jī)勃勃、五彩斑斕的海底花園逐漸變成一片荒漠。Cousteau警告說(shuō)：“在珊瑚的恢復(fù)工作方面，沒(méi)有什么一勞永逸的辦法。我們所談?wù)摰目墒且粋€(gè)非常復(fù)雜的環(huán)境，里面不光生活著復(fù)雜的動(dòng)物種群，而且每個(gè)亞種都在變化。我們所做的這些工作都只是在進(jìn)行試驗(yàn)，雖然短時(shí)間內(nèi)，我們看到一些物種表現(xiàn)出了積極的發(fā)展跡象。但要記住，在浩瀚的海洋面前，這只是滄海一粟。”

(責(zé)任編輯：admin)

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