چین هزاران معدن زغالسنگ متروکه دارد که پس از پایان فعالیت استخراج، بدون استفاده باقی ماندهاند. حالا گروهی از پژوهشگران چینی پیشنهاد کردهاند بهجای رها کردن این معادن، از تونلها و فضاهای داخلی آنها برای ساخت آزمایشگاههای کشاورزی استفاده شود.
پیشنهاد تبدیل معادن زغال سنگ متروکه به آزمایشگاههای کشاورزی از سوی پژوهشگران مرکز مهندسی توسعه سبز و پربازده منابع زغالسنگ استان شانشی مطرح شده است. آنها معتقدند شبکه گسترده تونلها، اتاقکها و فضاهای خالی باقیمانده در معادن میتواند بستری مناسب برای آزمایش فناوریهای کشاورزی آینده باشد.
ایده اصلی این است که معادن متروکه به جای مزرعههای معمولی، به «آزمایشگاههای کشاورزی زیرزمینی» تبدیل شوند که در آن دانشمندان بتوانند تأثیر عوامل مختلف مانند نور، دما، رطوبت، آب، هوا و میزان دیاکسیدکربن را با دقت کنترل کنند.
البته کشاورزی در زیر زمین مانع بزرگی دارد: نبود نور طبیعی و بارندگی. گیاهان در شرایط معمول برای رشد به نور خورشید، آب و چرخه طبیعی محیط نیاز دارند. بااینحال، پژوهشگران میگویند محیطهای زیرزمینی مزیتی مهم دارند؛ شرایط آنها نسبت به سطح زمین پایدارتر است و میتوان بسیاری از متغیرها را بهصورت مصنوعی تنظیم کرد.
تشدید تغییرات اقلیمی و افزایش فشار برای تولید غذا در شرایط سخت، نیاز به بررسی مدلهای جدید کشاورزی را بیشتر کرده است. به گفته پژوهشگران، فضاهای زیرزمینی معادن میتوانند محیطی مناسب برای آزمایش چنین روشهایی باشند. برای بررسی امکان اجرای این طرح، پژوهشگران چند عامل از جمله استحکام ساختار معدن، میزان ایمنی، امکان نصب تجهیزات کشاورزی، سیستمهای تهویه، مدیریت آب و توانایی کنترل شرایط محیطی را ارزیابی کردند.
با استفاده از نور مصنوعی و سامانههای کنترل محیطی، میتوان شرایط رشد گیاهان مانند نور، دما، آب و دیاکسیدکربن را در معادن متروکه تنظیم کرد
به گزارش ساینسآلرت، نتایج بررسیها نشان داد که همه معادن متروکه برای چنین کاربردی مناسب نیستند، اما برخی از آنها در صورت داشتن ساختار پایدار و زیرساختهای لازم میتوانند به واحدهای آزمایشی کشاورزی تبدیل شوند.
در این فضاها، نور مصنوعی میتواند جایگزین نور خورشید شود و سامانههای کنترل محیطی میتوانند میزان گرما، رطوبت، آب و دیاکسیدکربن را تنظیم کنند. به این ترتیب، دانشمندان میتوانند شرایط رشد گیاه را دقیقتر از یک مزرعه معمولی کنترل و آزمایشهای مختلفی انجام دهند.
پژوهشگران همچنین به چند مزیت جانبی این ایده اشاره کردهاند. یکی از آنها استفاده از انرژی زمینگرمایی است؛ گرمای طبیعی موجود در اعماق زمین که میتواند بهعنوان منبعی برای تأمین انرژی مورد نیاز این محیطها استفاده شود. این روش میتواند نیاز به سوختهای فسیلی برای گرم نگهداشتن فضای کشت را کاهش دهد.
موضوع دیگر، استفاده دوباره از آبهای آلوده موجود در معادن است. در برخی معادن متروکه، آبهایی جمع میشوند که به دلیل تماس با مواد معدنی، حاوی فلزات و ترکیباتی مانند سولفاتها هستند. پژوهشگران پیشنهاد میکنند این آبها پس از تصفیه، برای آبیاری در همین محیطهای زیرزمینی استفاده شوند.
- 19 اردیبهشت 04مطالعه '4
- 15 تیر 05مطالعه '3
با وجود این مزایا، طرح هنوز در مرحله بررسی امکانسنجی قرار دارد و پژوهشگران آزمایشهای گسترده میدانی در معادن واقعی انجام ندادهاند. همچنین هدف این پروژه ایجاد مزارع بزرگ برای تولید انبوه محصولات کشاورزی نیست.
پژوهشگران میگویند هدف اصلی، ایجاد بستری تحقیقاتی برای مطالعه کشاورزی در محیطهای بسته و دشوار است که میتوانند به درک بهتر روشهای تولید غذا در شرایطی مانند مناطق خشک، قطبی یا حتی مأموریتهای فضایی آینده کمک کنند.
تعداد معادن زغالسنگ تعطیلشده در چین ممکن است تا پایان این دهه به حدود ۱۵هزار مورد برسد. مجموع فضای بلااستفاده این معادن حدود ۷٫۲ میلیارد مترمکعب تخمین زده میشود و این فضا میتواند برای کاربردهای جدید مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران در مقاله خود به پروژه کالیو در فنلاند بهعنوان نمونهای از استفاده دوباره از معادن متروکه اشاره کردهاند. این معدن در شهر پیهایروی فنلاند ساخته شده است و با عمق حدود ۱۴۴۵ متر، یکی از عمیقترین معادن اروپا به شمار میرود. پس از کاهش فعالیتهای معدنی، این مجموعه بهتدریج به یک مرکز چندمنظوره تحقیقاتی و صنعتی زیرزمینی تبدیل شد.
پژوهشگران به دنبال راهاندازی مزارع عظیم در زیر زمین نیستند؛ این فضاها قرار است به آزمایشگاههایی برای مطالعه آینده کشاورزی در محیطهای بسته و نامساعد تبدیل شوند
در قالب پروژه کالیو، بخشهایی از معدن یادشده به آزمایشگاههای زیرزمینی برای پژوهش در حوزههایی مانند فیزیک ذرات، زمینشناسی، انرژی، زیستشناسی و فناوریهای مرتبط با محیطهای زیرزمینی اختصاص یافته است. شرایط خاص این معدن، مانند عمق زیاد و محافظت طبیعی سنگهای اطراف، امکان انجام آزمایشهایی را فراهم میکند که در سطح زمین دشوارتر هستند.
این مجموعه حتی برای آزمایشهای مرتبط با تولید غذا نیز استفاده شده است. در یکی از پروژهها، پژوهشگران امکان رشد گیاهان در محیط کنترلشده زیر زمین را بررسی کردند و گیاهانی مانند رازک و سیبزمینی را در عمق صدها متری زمین پرورش دادند. در این آزمایشها عواملی مانند نور مصنوعی، آبیاری، تهویه و دما با سامانههای خودکار کنترل میشدند.
تجربه کالیو نشان میدهد که معادن متروکه الزاماً پایان عمر خود را پس از توقف استخراج تجربه نمیکنند و میتوان از زیرساختهای موجود آنها برای کاربردهای علمی، ذخیره انرژی، آزمایش فناوریهای جدید و حتی بررسی روشهای آینده تولید غذا استفاده کرد. پژوهشگران چینی معتقدند چنین پروژههایی میتوانند الگویی برای استفاده دوباره از فضاهای زیرزمینی بزرگ در سراسر جهان باشند.
پژوهش در ژورنال China Mining Magazine منتشر شده است.
