冲击载荷对植物种子存活率的影响研究

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1984年RobertSchol在南极发现的火星陨石“ALH84001”,以及1996年美国宇航局宣称在“ALH84001”陨石发现了火星早期生命存在的证据,将有生源说这一命题摆到了人类的面前,即使被美国宇航局宣称的这个证据还有值得推敲的地方,但是“ALH84001”陨石可以自由穿梭于两个星球之间的这个事实却是难以回避的。  有生源假说认为生命起源于地球之外的其它星球,然后通过某些传送机制被传送到了地球。如果排除了主动的人力的作用,在这样的一个假说中,起源于其他的星球的生命(微生物或者植物种子及其组织)通过小行星、微流星体或者宇宙尘埃的搭载,在宇宙内穿梭,在一个很偶然的机会,被太阳系卷入,然后抵达地球,成为地球上的生命的开端。如果这样的一个假说发生了,那么微生物或者植物种子及其组织至少需要能够在其抵达地球表面以及与地球表面的那一次激烈的碰撞中存活下来,才有可能成为地球上面生命的起源。  本文通过实验研究与ANSYS AUTODYN仿真相结合的方法,对陨石有生源说中包含有生命的陨石对地面的撞击进行研究,利用一级气体炮进行高速撞击实验,通过实验室培养实验植物种子,然后得到其萌发率,利用该萌发率来描述在这个撞击过程中的生命的存活率。  本文利用苜蓿草、三叶草、萝卜以及水芹共四种植物的种子进行这一系列高速撞击实验,以测定经过高速撞击之后的种子的萌发率,实验共计两种,包括将种子包裹在聚碳酸酯做成的弹体中入侵水靶舱以及用45号钢制成的飞板垂直撞击装载有植物种子的复合靶板,用以模拟有生源说中陨石着陆时的那个撞击的过程。该撞击实验通过哈尔滨工业大学空间碎片与高速撞击中心的一级气体炮完成。  在弹体入射水靶舱实验中,使用了大量的数值仿真来进行该过程的描述,最后得到了两种植物种子在不同速度下其存活率的变化情况。  在飞板垂直撞击复合靶板实验中,冲击波在两层相同盖板中传播的设计可以更好的计算冲击波的产生以及传播过程,在实验中使用PVDF以及压力传感器进行压力信号的测量,同时对靶板的破坏进行了一定比较说明。  通过对实验后植物种子的收集以及观察得出了在飞板撞击实验中不同种子间的主要的破坏形式的不同。又通过实验室培养得出了不同种子在不同压力下的不同的萌发率,并绘制了萌发率随压力变化的曲线,最后比较了这几种植物种子对速度以及压力的敏感度以及耐受力的不同。
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