Мы - создатели!
Формирование автономной модели биосферы
Начало
Hello!
Всем привет!
А вы задумывались когда-нибудь о том, как создать свой мир?)
У нас появилась возможность и мы стали создателями...
Как же всё начиналось?
Когда мы впервые приехали в научно-спортивный центр "Простория", перед нами поставили задачу создать автономную, герметичную биосферу.
На первой лекции нам рассказали про "Биосферу 2".
Она располагалась в солнечном месте, на территории пустыни в штате Аризона. Её размер был примерно с 3 футбольных поля.
Но она смогла просуществовать всего 2 года, после чего эксперимент был внезапно остановлен, после того как в нескольких экосистемах увеличилась популяция муравьёв, упала концентрация кислорода и резко выросла концентрация углекислого газа. Но несмотря на это, учёные получили много полезной информации. Данная тема исследования остается актуальной и важной по мере того, как люди пытаются изучить экосистемы Земли, надеясь применить полученные знания для освоения других планет в будущем.
Богданов Даниил
"Думаю, тут будет очень интересно"
Наша схема парникового эффекта
Первые проблемы?!
Мы начали с того, что выбирали вид биосферы: наземный или водный.
У нас были расхождения во мнениях. Часть нашей команды хотела создавать водную биосферу, а часть наземную. После дискуссий мы пришли к единому мнению и решили создать наземную биосферу. Мы начали развивать данную тему. Начались обсуждения и расчёты. Мы выбирали животных, растения, почву и так далее. С каждым занятием мы узнавали много нового и полезного. Это очень помогло нам в создании модели нашей биосферы.
Евгений Филиппов
"О чем говорят все эти люди?.."
Эксперименты
Полезные и нужные данные!
Что нам дали лекции и эксперименты?
Каждый день мы получали нужную и полезную информацию, которую мы, конечно, использовали при создании нашей биосферы.
В ходе нашего прибывания в "Простории" мы проводили следующие опыты
"Стандартизация данных"
Делали многократные расчеты и убедились в том, что нужно использовать одинаковые единицы измерения (ЕИ).

Целью данного эксперимента была стандартизация данные из различных экспериментов с помощью размерного анализа и перевода единиц измерения.

Задачи:

• Уметь переводить одни ЕИ в другие с помощью размерного анализа.

• Стандартизировать данные для сравнения результатов испытаний, проведённых с применением ёмкостей разных объёмов.

Выводы:
• Круговорот энергии - главный процесс биосферы

• Определенные ЕИ
"Клеточное дыхание животных"
Замеряли скорость выделения СО2 у дождевого червя, виноградной улитки и гуппи. Все эти данные приводили к одним ЕИ и заполняли таблицу.
Теперь у нас есть данные выделения СО2 некоторых беспозвоночных макроорганизмов!)

Цель: сравнить частоту клеточного дыхания нескольких видов животных и определить,могут ли они быть потенциальными обитателями проектируемой биосферы.

Задачи:
• Сравнить частоту клеточного дыхания различных видов животных.

• Изучить клеточное дыхание как источник углекислого газа.

Выводы:
• Должны присутствовать продуценты и консументы

• Регуляция парникового эфекта

• При повышении концентрации парниковых газов более 0,1%, поднимается температура, влажность и дыхание животных происходит в 2 раза чаще.

• Контроль популяции консументов
"Фотосинтез и клеточное дыхание растений"
Проверили тот факт, что у растений фотосинтез происходит активнее, чем клеточное дыхание и измерили скорость фотосинтеза хлорофитума.

Цель: изучить скорость фотосинтеза и частоту дыхания растений,определить математическое соотношение между площадью листьев и выделение\потреблением углекислого газа.

Задачи:

• Рассчитать скорость образования \потребления углекислого газа в микромоль\час на 1 кв.см. листа растения.

• Связать полученные расчётами данные с метаболической активностью клеток растений.

Выводы:
• Необходима энергия для запуска круговорота веществ

• Баланс О2 и СО2

• Источник света
"Разложение"
Замеряли выделение СО2 разных почв и способность этих почв разлагать организмы и вещества.
Честно говоря, без этих данных все расчеты были бы абсолютно неверными.

Цель: исследовать процесс разложения в нескольких образцах субстратов посредством измерения выделяющегося углекислого газа и изменений температуры.

Задачи:

• Изучить процесс разложения в нескольких образцах субстратов посредством измерения образующегося углекислого газа.

• Понять, что через экосистему проходит поток энергии.

Выводы:
• Предусмотреть субстрат
"Экологический учёт"
Это был самый важный этап, где мы делали математические расчеты. Самым главным было то, чтобы скорость выделения О2 превышала скорость выделения СО2.

Цель: синтезировать данные выборки из множества экспериментов с целью создания математической модели жизнеспособной биосферы,определить ряд ограничений по моделированию биосферы и предложить изменения с учетом данных ограничений.

Задачи:
• Синтезировать данные выборки из множества экспериментов с целью создания математической модели жизнестойкой биосферы.

• Определить ряд ограничений по моделированию биосферы и предложить изменения с учётом данных ограничений.

Выводы:
• Учитывать всё, что влияет на биосферу
Каждый день мы делали определенные выводы и закрепляли их на доске
Выводы
Начало работы над групповым проектом
Сколько же оказалось проблем...
Но их удалось решить!
После проведения всех экспериментов нам показалось, что сделать всю биосферу очень просто. Вот как это выглядело в наших планах:
После этого, мы провели все необходимые расчеты и тут оказалось, что некоторые данные неверны и нам пришлось всё переделывать заново...
После этого, снова были найдены ошибки в расчетах и нам вновь пришлось пересчитывать всё заново... Но на этот раз нам помогла электронная таблица!
Когда со всеми математическими расчетами было покончено, оказалось, что у нас нет необходимого количества мяты...
Но!
Нам предложили кинзу!
Лучшее решение!
По полученным данным кинза была для нас лучшим решением!

Данные мяты:
0.05 микромоль/час на кв.см СО2(Ночь)
-0.35 микромоль/час на кв.см СО2(День)

Данные кинзы:
0.034 микромоль/час на кв.см СО2(Ночь)
-0.48 микромоль/час на кв.см СО2(День)

Кинза была лучше почти в полтора раза!

Варвара Башкирцева
"Это шикарное растение!"
Конечно, нам пришлось вновь всё пересчитывать, но для нас это не было проблемой!
У нас есть волшебная таблица!
Евгений Филиппов
"Теперь мы готовы к сборке биосферы!"
Поехали!
Наша первая сборка атмосферы!
Именно так происходила первая сборка нашей биосферы...
К сожалению, она прошла не очень успешно и нам пришлось собрать её заново.
О нет...
При повторной сборке мы добавили гальки и земли и вновь всё пересчитали.
Чтобы скомпенсировать СО2, выделяемый добавленной землей, нам пришлось добавить еще немного кинзы.
В конечном итоге, у нас получилась следующая модель биосферы.
Модель биосферы. Создатели.
Вся информация!
Данные и математические расчеты
Начнем, пожалуй, с проектных параметров
Проектные параметры. Данные всех компонентов при объеме в 100 мл
Составляющие нашей модели биосферы
Компоненты модели биосферы и их количество.
Важно!
И, наконец, наши расчеты!
Волшебная таблица расчетов с конечными данными!
Отчет
Готовая модель биосферы и её презентация
Заключение
Вот видео о том, как всё это происходило...
Теперь вы знаете больше!
Команда "Создатели"
Те пятеро, благодаря которым была сделана замечательная модель биосферы
Башкирцева Варвара
Богданов Даниил
Иванова Ульяна
Столяров Даниил
Филиппов Евгений
Made on
Tilda