一厘米的土壤需要数十万年的形成，而人类仅需几天或即时即可降解它。在某些土壤中，随着时间的推移，人类活动的碎屑，例如垃圾，采矿废物或建筑物碎片。根据土壤资源的世界参考基础的分类，任何含有人类在第一米以下的人类处理的材料中有20％以上的土壤都有其自己的名字。这些土壤中的大多数（其命名法暗示其技术来源）被降解并包含有毒成分。但是技术剂也可以是为了有益的目的而量身定制的，例如提高生产率或恢复受损区域。
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研究技术溶胶研究的模型案例是亚马逊盆地的肥沃陶土preta，黑木，骨头，粪便，食物浪费和陶器碎片形成的深色，碳和矿物质富含土壤的斑块。科学家知道这些人为土壤的起源是古老的，但直到最近才研究表明，他们的创造是故意改善收获的，而土著人民今天继续创造新的Terra Preta。除了其农业利益外，这些肥沃的土壤还有效地碳汇，有助于抵抗气候变化。
今天，土著人民继续创造新的Terra Preta。除了其农业利益外，这些肥沃的土壤还有效地碳汇，有助于抵抗气候变化。学分：MediaSculp / Alamy股票照片。
在1990年代初期，基于此类案件，研究人员开始创建量身定制的技术溶胶，目的是恢复严重污染的地区。这一科学发展涉及土壤的设计和生产，这些土壤可以在创纪录的时间内改变整个生态系统，这一过程可能导致沙漠的种植或其他行星的土壤变化，以使其成为可耕地的土地。
加快自然速度的方法
基于自然生态系统中发生的相同过程，对土壤的组成和行为的研究的进步，对土壤的组成和行为的研究使得可以开发量身定制的技术溶胶。在生物圈中，土壤是一个重要的控制系统，可降低到达水和生物体的化合物的迁移率和可用性。“由于我们从自然中复制，因此有许多用于生成技术胶的模型。但是，我们可以加速或放大自然过程，” Edaphology教授FelipeMacías？在西班牙的圣地亚哥大学，正在开发这些类型的土壤的环境技术实验室主任。
Macías的团队花了多年的时间研究古代文化如何改善其土壤，例如甲二省湖浮游生物的土壤，这些土壤是从粪便和草废物上施肥的。图片来源：Laurent Guerinaud/Universal Images通过盖蒂图像组。
Macías的团队花了多年的时间研究古老的文化如何改善土壤：从乌鲁人民建造的泰塔卡湖的浮岛到荷兰的岩石土壤，从肥料和草废物上施肥，或者是粪便浪费的时间，或巴西，由壳碎片堆形成。这些改善的土壤成为保护这些民族收获的一种方式。量身定制的Technosols在很大程度上复制它们，但要解决更具体的问题。Macías解释说：“例如，如果我们的表面具有过量的有毒重金属，例如锌，镉，汞或砷，我们会根据想要获得的条件生成桑巴奎斯土壤，该土壤将它们固定在它们上。”
替代环境治疗
为了生产这种土壤，使用现场或附近地区的所有可能资源。Macías解释说：“可以添加碎石，沉积物，其他土壤，原材料（例如高岭石或石膏），甚至是废物。”为了确定表面需求的确切处理，首先在实验室中进行了研究，然后在小规模开发和测试了试点技术。验证其有效性后，它们将以工业规模生产和应用。
现在，量身定制的土壤是使用石灰剂（例如石灰石）的环境替代品，这些土壤通常用于中和大型基础设施构造中发现的危险材料。图片来源：JJ Gouin/Getty Images。
生产技术溶胶可能需要几个月的时间，并且一旦应用，就需要对其进行监控，以确保它通过定期检查周围水的酸度（pH）和污染物的存在来正常工作。现在，量身定制的土壤是使用石灰剂（例如石灰石）的环境替代品，这些土壤通常用于中和大型基础设施构造中发现的危险材料。“法规规定，技术醇必须始终具有比施用的土壤更少的污染物，并且还必须设计其与周围土壤的融合，换句话说，技术酚必须与周围的土壤融合。”。
提高区域的生产率
尽管到目前为止，大多数技术溶胶都用于改善环境（据联合国称，世界上有33％的土壤都会退化 - 它们也可以用于提高给定区域的生产能力。Macías说：“例如，我们可以设计用于植物可用的更多水的技术溶胶，从而使它们更好地与生长季节相匹配并改善产量。”
通过此过程，在土壤中实现的改善与植物的杂交和选择相媲美，以获得更好的收获，就像低芥酸菜子一样。图片来源：Dafroo/Getty Images。
在天然土壤中可以找到技术溶胶改进的任何特征，例如产生植被，过滤水或保留养分的能力。但是有了这个系统，可以在很短的时间内实现很多。Macías指出：“我们已经在春季或夏季的低油菜籽中收获了春季或夏季的低油菜籽，这是在在以前从未成长的地方使用Technosol的三个月后。”在这方面，通过这一过程在土壤中实现的改善与农民已经进行了数百年以获得更好收获的植物的杂交和选择相媲美。
极端情况的解决方案
使用Technosols进行沙漠盛开的想法似乎还有很长的路要走，但是一些测试已经在土壤极差的地方进行。“我们已经成功地为哥伦比亚的La Guajira沙漠和西班牙的Calanda沙漠开发了技术。始终有可能改善现有土壤的状况，尤其是在沙漠地区和被燃烧的地方侵蚀降解的土壤状况。”Macías说。因此，技术溶胶的使用意味着在没有任何干预的情况下所需的恢复速度要快得多。
技术溶胶的使用意味着在没有任何干预的情况下所需的恢复速度要快得多，例如在采矿降解的情况下。图片：Max8xam/Getty图像。
西班牙图罗的一个废弃铜矿是Macías团队进行大部分试验的地点。他们在那里开发了最令人惊叹的技术。Macías说：“其中一个能够以非常酸性的pH为2.6吸收水，并装有硫酸盐和铝，并将水返回至没有硫酸盐或铝的pH值为6.5。在没有用来生长的同一土壤中，现在已经建立了植被，甚至生产木材。营养链也随着昆虫，蠕虫和鸟类的出现而发展，产生了一个日益复杂的生态系统。”Macías的小组还在其他地区部署了技术胶片，例如矿业，例如伊比利亚黄铁矿带，该带从葡萄牙南部到塞维利亚沿岸或萨拉曼卡省的Fe铀矿。
地表其他行星
几乎从头开始创建生态系统的地方的想法让人想起科幻三部曲红火星，绿色火星和蓝火星。作家金·斯坦利·罗宾逊（Kim Stanley Robinson）在他的小说中探索了地球上的红色星球的利弊，这一目标与当今的技术可能性相去甚远，但它启发了诸如失败的生物圈2之类的项目，这是1990年代尝试创造自给自足的尝试，在亚利桑那沙漠中封闭的生态系统。
许多科学家目前正在努力寻找一种在月球或火星上建立可行基地并创造可耕地的方法。学分：Valentyna Chukhlyebova / Alamy股票照片。
Macías解释说：“如果我们要成功在火星上建立一个殖民地，我们可以想象用地球自己的材料制造土壤，并添加其他可以提供有机物来产生土壤的结构和水的物质。”许多科学家目前正在努力寻找一种在月球或火星上建立可行基地并创造可耕地的方法，例如滞留在书籍和电影《火星人》中的红色星球上的植物宇航员角色。但是，马西亚斯总结说：“今天这是科幻小说。”无论如何，想象这是第一步。
哈维尔·亚纳斯（Javier Yanes）
本文最初于2019年5月发表。
主要图片信用：Vasil Dimitrov/Getty Images。