3D打印為香港周邊海域的珊瑚找到新家

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【大紀元2021年03月23日訊】(大紀元記者茱麗葉編譯報導)高聳入雲的摩天大廈座落於美麗的港灣之上,香港這個「高密度城市」的代名詞,人們無法想像,它是如何做到與自然生態環境和優雅但數量有限的珊瑚和睦共處的?

令人難以置信的是,看似不起眼的由3D(立體)打印機打印出來的陶土(人工礁石)卻能夠幫助香港當地海域的珊瑚重新恢復生機。

科學家們表示,在香港的水域中發現了大約84種珊瑚,比在加勒比海中發現的珊瑚更加多樣。

這些珊瑚大部分位於較為偏遠的海灣入口處,遠離充滿泥沙的珠江三角洲以及繁忙的航運通道。

由於氣候變暖,與其它城市的所有珊瑚一樣,香港海域中的珊瑚也在承受著來自自然界的巨大壓力。

香港大學海洋研究員余瑞蔻(音)(Vriko Yu)和她的海洋科學家團隊來到這裡,他們為珊瑚帶來了一種奇特的人造床——用3D打印機打印出來的陶土,珊瑚在裡面得以茁壯成長,並取得了可喜的成果。

這張攝於2021年2月2日的水下照片展示了香港大學生物科學學院的一項研究項目中使用的3D打印粘土磚,它被設計為香港海下灣海岸公園水域的珊瑚人工床。(Photo by ANTHONY WALLACE/AFP via Getty Images)

「當我們第一次在海裡放入(3D打印出來的)人工礁石時,環繞其中的僅有少量的幾條小魚。」余瑞蔻告訴法新社記者,當時香港大學的研究者們正在進行一項檢測。

從去年夏天放進去的人工礁石,一年後的今天再去觀察發現,已經有大量包括墨魚在內的野生生物在裡面產卵,「這真是令人振奮!」余瑞蔻說,珊瑚幼蟲需要有地方讓它們進駐才能夠讓珊瑚恢復原有的生機。

這張攝於2021年2月2日的水下照片展示了香港大學生物科學學院的一項研究項目中使用的3D打印粘土磚,它被設計為香港海下灣海岸公園水域的珊瑚人工床。(Photo by SARAH LAI/AFP via Getty Images)

當海下灣海洋公園(Hoi Ha Wan Marine Park)的珊瑚因白化(coral bleaching,珊瑚白化的過程也就是幼蟲離開珊瑚的過程)而大規模的死亡,香港政府開始委託香港大學的研究人員對當地的珊瑚生態系統進行研究。

珊瑚是數十億種息肉無脊椎動物(polyp invertebrates)的棲息場所,它們對於溫度的變化極為敏感。如果溫度過高,它們就會在失去鮮豔的色彩後變白(也叫白化)而死去。

重新填充一個瀕死或遭到破壞了的珊瑚礁需要相當穩固的海底自然環境,才能讓珊瑚蟲進駐並建立起它們的新家,而由3D打印出來的人工礁石已經證明是可行的,它們比修復過的原生珊瑚礁更有效,能夠讓那些息肉無脊椎動物安家落戶。

這張攝於2021年2月2日的水下照片展示了香港大學生物科學學院的一項研究項目中使用的3D打印粘土磚,它被設計為香港海下灣海岸公園水域的珊瑚人工床。(Photo by SARAH LAI/AFP via Getty Images)

香港大學生物科學學院副教授戴維·貝克(David Baker)表示,3D打印的好處在於它能夠允許科學家針對任何的自然環境量身打造人工礁石或給出可行的解決方案,「我認為這是該項技術帶來的真正潛力」,他說。

在海下灣海洋公園的海底,研究人員已經鋪設了40平方米,也即能夠承載400個珊瑚碎片的人工礁石。

「現在鋪在人工礁石上的珊瑚肯定會比傳統的移植方法生存得更加茁壯。」余瑞蔻說,「存活率達到了9成」。

這張照片拍攝於2021年2月2日,海洋科學家潛水員在觀看存儲在一個冷卻箱內的樣本,之後將游到3D打印的粘土瓦片(作為人工珊瑚床)做研究。 (Photo by ANTHONY WALLACE/AFP via Getty Images)

有些研究人員有意將沉船或混凝土沉入海底,以鼓勵珊瑚的生長,儘管這些方法取得了一些成效,但它們卻可以改變水的化學成分,對海洋造成的危害得不償失。

香港製造的人工礁石是由黏土製成的赤色陶土加工燒製而成,從而最大程度地減少了對環境造成的影響。

香港大學建築系副教授克里斯蒂安·蘭格(Christian Lange)表示,黏土大多來自土壤,「而土壤可以在地球的任何地方找得到,正因如此,它們就可以與自然環境和睦共處。」

陶土的好處在於它不會改變水的化學成分,「如果人工礁石無法產生新的珊瑚床,它只會被海水腐蝕掉而不會留下痕跡從而對海水造成傷害。」蘭格補充。

由於珊瑚有隨時從大自然中消失的風險,海洋生物學家們正在密切關注著成功的珊瑚培植計劃。

隨著海水溫度的升高,全世界的珊瑚數量日趨減少,尤其是熱帶海域的珊瑚。

世界上最大的珊瑚體系來自澳大利亞的大堡礁(Great Barrier Reef),目前正在遭受著嚴重的破壞,以至於被國際自然保護聯盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)在最低劣的類別中被列為「嚴重(受破壞)類別」。

由於大堡礁地處熱帶地區,生活在離岸的珊瑚對清澈的熱帶海洋情有獨鍾,它們嬌嫩的身軀不習慣任何輕微的改變。

「因此如果稍微溫暖一點的氣候,它們就會比我們想像的速度更快地被推向它們所能承受的極限,從而因白化而走向死亡。」貝克說。

不過,人工礁石並非是大規模防止珊瑚白化的靈丹妙藥,貝克指出。

但他希望這一高科技3D打印技術能夠幫助科學家鑑定具有遺傳適應能力的物種,以及這些物種所能承受未來的環境壓力的能力,並為珊瑚遷徙到合適的海域爭取到更多的時間。

「當珊瑚試圖擺脫赤道地區的氣候變化時,我們實際上可能為珊瑚創造了一個潛在的新家。」他說。

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責任編輯:韓玉#◇

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