第二章 学生热爱环境教育故事推荐
1.地球生命现于何时
如果从最早的猿人开始计算,人类已经有了二三百万年的历史。众所周知,如果把地球46亿年的演化史比做24小时的话,人类的出现则只有半分钟。早在人类出现之前,各种生命就出现了,它们诞生、死亡,一种动物灭绝,另一种动物形成,就这样新陈代谢,相互交替活跃在地球的舞台上。地质学家在一些地方发现了它们死后留下的遗骨和遗迹,这就是古生物化石,根据化石可以推断古代生命的生成时间和当时的地球环境,因此这种石头被称为记载地球历史的特殊文字。
地质学家最先在澳大利亚这样的石头中,发现埃迪卡拉动物群,后来又在前苏联发现了里菲生物群。我国的古生物学者也曾在陕南的化石中发现有生物活动的遗迹。通过对这些生物化石的年龄测定,确认它们是在距今5~6亿多年的寒武纪时代形成的。地质学家的研究结果证明,这些化石中的生物还不是最原始的生命,它们已经是较高阶段的生命代表了。在它们之前还应该有更古老的生命存在。
后来,人们把一些留有生物遗迹的化石送到电子显微镜下观察,在一些“年龄”为二三十亿年的化石中发现了更为原始的生命遗迹。
1940年,麦克格雷尔在津巴布韦的石灰岩中,发现了可能是藻类留下的碳质遗迹,岩石年龄为27亿年。
1966年,巴洪和肖夫在南非德特兰士瓦的浅隧石中,发现了0.24×0.56微米的棒状细菌结构物,年龄确定为31亿年。两年之后,恩格尔也在南非年龄为32亿年的前浮瓦乞系的堆积岩中,发现了直径为10微米的球状体,并认为是一种微生物化石。不过,当时人们普遍怀疑这些研究成果,认为这些只不过是一种无机物或胶状有机物,因为人们不相信生命的出现能有如此之早。
20世纪60年代以后,巴洪等人终于又在距今34亿年的斯威士兰系的古老堆积物中,用显微镜发现了200多个直径约为2.5微米的椭圆形古细胞化石,其中有1/4的古细胞处于分裂状态。这个发现为证明30多亿年前的生物遗迹的存在,提供了有力的证据。
美洲的古老化石最初发现于加拿大安大略的肯弗林特的黑色浅燧石中。这些微化石的形态同蓝藻相似,经岩石年龄测定为19亿年,显然不是最老的生物化石。后来又在美国明尼苏达州的苏堂页岩中的黄铁矿中,发现了0.1~1.5微米的椭圆状细菌结构物,据推测,其年龄大约为27亿年。
我国1975年在鞍山含铁岩系中发现了化石细菌,年代确定为24亿年。与现代细菌对比,其中有4种属于铁细菌,外形有杆状、纤毛状和球状等。
但是,在已发现的古老化石中,年代最久远的还是1980年左右在澳大利亚西部发现的细菌化石,据测定,它的年代约在35亿年之前。它们中有一半呈深灰色球状,直径在1.2~4微米之间,许多个体都成对或多个连在一起;也有的呈椭球状、空心球状等形态。这些发现足以证明,35亿年前不仅生命早已存在,而且已开始有了不同种类的分化。
前几年,美国科学家对来自格陵兰岛伊苏亚地方海洋和冰帽间狭窄的无冰地带年龄为38亿年的古老岩石进行详细的碳、硫等元素的测定,发现这些岩石中含有机碳。他们根据这种同生命密切相关的有机碳的发现,提出了38亿年前就已有生命存在的新观点。
地球上生命的出现会不会早于38亿年呢?人们还没有在比38亿年更古老的岩石中找到证据。生命起源的时间之谜,还有待人类的进一步探索。
2.难以解释的奇异水柱
1960年12月4日,“马尔模”号在地中海海域航行时,船长和船员们看到一个奇异的、好像白色积云的柱状体从海面垂直升起,但几秒种后就消失了。几秒种后,它又再次出现。于是船员们用望远镜观察,发现它是一个有着很规则的周期间隔的升入空中的水柱,每次喷射的时间约持续7秒种左右,然后消失;大约2分20秒后又重新出现。用六分仪测得水柱高度为150.6米。
这股奇异的水柱是怎样形成的?科学界争论不休。有人认为它是“海龙卷”。威力巨大的龙卷风经过海面上空时,会从海洋中吸起一股水柱,形成所谓的“海龙卷”。
但“海龙卷”应成漏斗状,这与船员们观察到的情况不同。而且从有关的气象资料来看,当时似乎无形成“海龙卷”的条件。于是,有人提出水柱的产生是火山喷气作用的结果。
其理由是地中海是一个有着众多的现代活火山的地区,但在水柱产生的海域却又没有发现火山活动的记录。而且“马尔模”号的船员们在看到水柱时,也没听到任何爆炸的声音。再者,如果确是水下火山喷发,周围的海域也不会如些平静。
因此,有人推测,这是一次人为的水下爆炸所造成的。但水柱周期性间歇喷发的特征和当时没有爆炸声,也似乎排斥了这种可能。
因此“马尔模”船员的发现给人们留下了一个难解之谜。
3.岩石的形成之谜
地球上的岩石千姿百态,五彩缤纷,它们是怎样形成的呢?
自古以来,科学家们都在探索这一奥秘。科学界还有过一场激烈的争论,持不同观点的科学家互不相让,有人称这场争论为“水火之争”。
1775年德国的地质学家魏格纳,提出了这样的观点:花岗岩和各种金属矿物都是从原始海水中沉淀而成的。人们称他的观点为“水成派”。后来,以英国的地质学家詹姆士·赫顿为代表的一些科学家,针锋相对地提出相反意见。他们认为花岗岩等不可能是在水里产生的,而是岩浆冷却后形成的。人们称这种观点为“火成派”。
“水成派”与“火成派”一直争论了几十年,两派之间的斗争十分激烈。现在看来,由于受当时科学水平的限制,这两派观点都带有不同程度的片面性。不过,他们的争论使地质学又向前推进了一步。
现在,科学家们借助于先进的设备,已摸清了岩石的来龙去脉。
如果按质量计算,在地壳中约有3/4的岩石是由地球内部的岩浆冷却后凝结而成的,人们称它为“岩浆岩”或者“火成岩”。花岗岩就是属于岩浆岩。在地球上,目前还可以看到火山爆发后喷出的温度高达1000℃以上的液态的岩浆,经过冷却后形成的坚硬岩石。岩浆岩在地下形成,因此,它分布于地表的不多,一般都埋藏在比较深的地下。
有少数的岩石是泥沙、矿物质和生物遗体等长期沉积在江湖和海洋底下,经过长期紧压胶结,以及在地球内部热力的作用下,变成了岩石,人们称它为“沉积岩”,如砂岩、页岩和石灰岩等。沉积岩尽管所占的比例不多,可它多数分布在地表面,因此,我们平时容易见到。
岩浆岩和沉积岩形成之后,受地壳内部的高温高压的作用,改变了性质和结构,就形成了另一种岩石——变质岩,如石英岩、大理石岩等。
岩浆岩、沉积岩、变质岩这3种岩石之间还可以互相转化,比如,埋在地下的变质岩可以被地壳运动推到地表面,在地表面再形成新的沉积岩。因此,著名生物学家林奈说过:“坚硬的岩石不是原始的,而是时间的女儿。”
的确,岩石正是经过长期的各种条件的作用,由其他物质转变而成的。
4.月亮与地震有关吗
月亮对地球的引力,会造成地球上的海洋潮起潮伏。大海有规律地起伏着,就像在进行着一呼一吸的生命运动。然而人们并不清楚在海水涨落起伏之时,固体的陆地也会受月亮的影响,做着相应的起伏运动。
1933年,美国海军观察站的测量员,发现圣地亚哥和首都华盛顿之间的距离与7年前测定的数据相差了15米。这在讲究分毫不差的大地测量学上是一个巨大的数字。后来研究者才发现,月球把40万千米下面的“固体”地球拉起来了,地面就形成了凸起,因此,两端距离缩短。这一定会对已经积累了巨大压力的地壳中某个部位起到导火索的作用,从而使地球上发生地震。
美国科学家发现,在南加里福尼亚州的一个狭窄的地区内,地震的发生与12小时、半月和18.6年的月球周期有着密切的关系。
我国自1966年以来,在河北平原发生了4次6级以上的大地震,全部发生在初一或十五的前后,并且与附近塘沽港海潮的高潮时刻相接近。
科学家们发现,在月亮形状为逆、望、上弦、下弦前后的日子,地震发生的几率比其他日期发生的要高。
月亮是怎样诱发地震的呢?这还有待于科学家们继续研究。
5.地震的成因之谜
一提起天灾人祸,人们就会想到巨大的破坏、恐怖的伤亡,因为天灾人祸确实给人们带来了巨大的痛苦。而其中又尤其以天灾因其不可预测性令人感到畏惧。
说到天灾,我们熟悉的有火山爆发、地震、海啸、龙卷风等等。为了避免这些天灾所带来的损失,尽量减少人员的伤亡,科学家们对这些天灾形成的原因,进行了大量而艰苦的研究工作。但由于各方面的限制,现在仍有许多未解之谜在困扰着科学家们,其中地震的成因之谜就是一个。
我们都知道,地震的破坏性是十分巨大的。大地震如果在陆地上发生,顷刻间就会颠覆成千上万的高楼大厦、农舍田庄,会破坏道路、良田、工厂、矿山,造成惨重的人畜伤亡;地震如果在海底爆发,刹那间就会引起海啸,吞没船只,席卷海滨;地震如果在山川发生,又会震得山崩地裂、江河断流、堤坝崩溃;另外,地震还会诱发火灾、水灾,最终给人类带来更大的灾难。
1976年7月28日3时42分,我国唐山发生了一场大地震,整个唐山市在一夜之间化为废墟,许多市民是在酣睡中葬身于瓦砾之中的。
地震给人类造成了巨大的损失,如何预测它的发生以减少损失呢?这首先要搞清楚地震是怎么回事,它又是怎么发生的。在古代,科学还不够发达,人们对地震的认识很幼稚。对于地震有以下一些说法,像什么“巨鳌翻身”、“地牛打滚”。当然,这都是当时人们对于地震产生原因的种种可笑的说法。
随着自然科学的发展,自19世纪后半叶起,人们开始对地震时观测到的种种现象进行分析,得出这样一个结论,就是地震是地壳运动引起的。但围绕地壳运动的问题又出现了形形色色的各种观点,我国著名地质学家李四光将之归结为六种观点。
一种观点认为:地球是一团热质冷却固结而成的,冷却的次序是先外后里。在这个冷却过程中,地球体积逐渐缩小,以致首先形成一个壳子,而且到处发生褶皱、断裂,因而引起地壳运动。打个比方说吧,这就像一个瘦子穿上一件胖子穿的衣服后,衣服会发生褶皱一样。
然而,这个论点还存在着漏洞,那就是按照这种说法发生的这种褶皱和断裂,应该是杂乱无章的,但事实并非如此。地壳中的这种情况是有一定方向的。而且由于地球内含有大量的放射性元素,它们会不断蜕变产生热量,这不仅可以抵消地球失去的热量,而且可能大于失去的热量,因而这种由于地球冷却收缩而引起地壳运动的观点就说不通了。
与这个观点相反,还有一种观点认为是由于地球不断膨胀才引起了地壳运动,但这样的话,地球的表面应该出现无数不规则的裂口,然而这又与事实相悖。
后来有人认为是太阳和月亮对地球的吸引力引起的固体潮使得地壳发生运动;第四种观点又认为这是因为地壳的内部物质不断发生对流;第五种观点认为这是地壳均衡运动的结果。
以上五种观点有的和事实不够相符,有的是仅仅限于假定,有的论证不够充分,因此都被科学家们一一否定了。
后来,在20世纪20年代初,又产生了大陆漂移的假说。大陆漂移假说认为:地层产生褶皱并不需要收缩,当大陆移动时,前缘如果受到阻力就会发生褶皱,就好像船在水上行驶时,在船头产生波浪那样。向西推进的南北美大陆,一方面在其东面形成了大西洋,另一方面在其西岸形成连绵不断的落基山脉和安第斯山脉。另外,向北推动的印度大陆和亚洲大陆相撞就形成了喜马拉雅山。
在20世纪30年代,经过激烈的辩论之后,大陆漂移说又宣告破产。它破产的原因有三个:一是缺少对大陆漂移原动力的说明;二是认为地球不是坚硬的;三是根据高温起源说,地球在很久以前才是软的,如果发生大陆漂移的话,也应是在地球形成的初期。
20世纪50年代末,古地磁研究证实,南北磁极的位置始终在移动。照理这样的移动线路应该只有一条,但奇怪的是,在北美和欧洲大陆上分别测定的北磁极迁移路线却有两条,它们不相重合,但形状相似,处处平行。要使它们合并成一条,除非把北美大陆向东移动3000千米。然而这样就挤走了大西洋的位置,并使北美大陆和欧洲大陆连在了一起,这正与大陆漂移说不谋而合。因此,大陆漂移说因这一发现而活跃起来。
然而,由于地球磁极的问题一直没有定论,大陆漂移说在解释一些实际问题的时候也碰到了困难。
20世纪60年代,又有人提出了“海底扩张”的假说,持此种观点的科学家认为,由于海底的不断更新和扩张,造成古磁场和年龄数据的对称分布。而当扩张的大洋地壳到达火山边缘时,便使俯冲到大陆壳下的地幔逐渐熔化而消亡,因而无法找到古老的大洋地壳。
这个假说经过充分的观测研究证明是可信的,而到了20世纪70年代,在大陆漂移说和海底扩张说的基础上,又产生了“板块构造”学说。
板块构造说强调全球岩石图并非一块整体,而是由欧亚、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲六大板块组成。这些板块驮在地幔顶部的软流层上,随着地幔的对流而不停漂移。板块内部地壳比较稳定,板块交界处是地壳活动较多的地带;大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用引起的。由于地震是大地构造活动的表现之一,所以板块的相互作用也是地震的基本成因。
板块构造说是一门新学说,它为地震成因提出了一个新的研究方向。但是,板块构造说毕竟也是一种假说,还有诸如地质力学等多种学派对地壳运动进行的其他解释。因此,地震发生的原因迄今仍是一个谜,人们尚未能找到最终的答案。我们有理由相信,随着科学的高速发展,破解地震成因之谜的那天终会到来。
6.地震前有地光闪耀之谜
1976年7月28日,子夜已过,表针指向了凌晨3点钟。我国北方工业重镇唐山处于极度沉闷空气的笼罩之中。这时在室外乘凉的人们看见东北方向一道道五彩缤纷的光束升了起来,就像强大的信号灯一样,把大地照得亮如白昼。这些光束形态,有的呈片状散开,有的如彩虹飞架,有的似光柱冲天而起,有的像圆球飘忽不定。光束的颜色七彩纷呈,尤其是像银蓝色、白紫色等平时罕见的复合色令人眼花缭乱。高度众说不一,持续时间有长有短。这种火球曾在唐山市郊区引燃成患,烧焦了农田的稻谷。一些小学生见此情景,以为是天亮了,背起书包就往学校走,结果弄了一场笑话。光焰散去,大地开始颤动,几秒钟后,唐山变成了一片废墟。
这是为什么呢?
原来,这是一种强烈地震的前兆,被称为地光。
许多强烈地震都伴随有发光现象。这种特殊的令人毛骨悚然的自然现象,早在几千年前就已经被人们注意到了。我国是世界上记载地光最早的国家,古书《诗经小雅·十月之交》里就曾记述了2800年前陕西岐山地震时奇异的声光现象。书中写道,“烨烨震电,不宁不令。百川沸腾,山家萃崩。高岸为谷,深谷为陵。”其中的“烨烨震电”之语,就是指的闪闪的地光。因为书中所写的十月系周历,相当于现在的农历八月,这时岐山、宝鸡一带雷暴季节已过,“十月雷电”显然是误传,应该是地震前的地光现象。后来在其他史料中,也有不少关于地光的记载,如“碧光闪烁如是”、“夜半天明如昼”、“夜半天忽通红”、“红光追邑”、“天上红光如匹练”等,多得数不胜数。
在国外,地光也引起了人们的广泛注意。这种记载最早见于罗马历史学家塔西伦的《编年史》,它记述的是公元17年小亚细亚发生了强烈地震。书中说地震前有人曾看到天空火光闪闪。日本的地光记载也很早,据日本地震学家安井丰推测,日本最早的地光记录可以追溯到1500年前,可惜这种推测查无实据。真正书录在案的是公元869年的《三代实录》,书中在记述陆奥地区的地震海啸时,曾提到过发光现象,距今已有1100多年。
人们在很早以前就知道利用地光现象来预测地震,我国古人总结的六条地震前兆,其中有一条讲的就是地光。“夜半晦黑,天忽开朗,光明照耀,无异日中,势必地震。”这类描述曾在不少书中出现过。但地光作为一种奇异的自然现象,被人们进行科学探索,则是18世纪以后的事。据《日本地震史料》记载,1703年12月5日元禄8.2级大地震前,有一位学者在研究了当地天空中奇异的发光现象以后,曾向幕府官员发出警告说,夜里将有强烈雷暴和地震发生。他在当时就注意到了地震与发光的关系,这是难能可贵的。18世纪中叶,当时的英国和北欧一带频繁地发生地震,并屡次伴随有地光的闪烁。在英国皇家学会开会讨论这个问题的时候,英国学者威廉·斯图克雷第一次试图用地表电流来解释地光产生的原因,自然,他的认识是错误的。20世纪初,意大利学者里佐率先对地震发光现象进行特别详细的调查,他对意大利1905年9月8日卡拉布里亚地震的发光现象进行了广泛研究。在他的影响下,另一位学者加里也广泛收集了欧洲148例地震发光资料,在1910年的《意大利地震学会汇报》中发表了研究论文。
20世纪30年代以后,地震发光的研究进入了全面发展的阶段,人们对于地光的真实存在不再感到怀疑了,并开始出现了解释这种现象的理论假说。在这些研究中尤以日本领先。1965年以后,日本学者安井与近藤五郎、栗林亨等利用地磁仪、回转集电器等进行了观测研究,并拍摄了世界上第一张地光照片。1974年,我国学者马宗晋在研究了邢台地震以来历次较大地震的临震宏观现象以后,提出了“地光不仅仅是地震派生的结果,而应看作是临震共同发展的统一过程”。这就是说,应把地光同与它同时出现的其他现象联系起来考虑。随着地光现象资料的不断积累,人们从地光的复杂形态中领悟到它的成因也并非是单一的。由于地光发生的时间短促,机会难逢,过去的地光资料也常常缺少详细确切的说明,尤其是直到今天,还未解决仪器观测技术问题,因此地震中地光成因的研究还没有确切结果,仍然处于假说阶段。
地光是由岩块相对摩擦产生的。米尔恩是一位长年工作在野外的地质学家,有一天,他在野外采集岩石、矿物标本,手中的锤子落在坚硬的岩石上时,点点火星迸溅出来。米尔恩从这种现象中得到了启发,第一个提出了地光是地震时岩块相对运动发生摩擦而产生的发光现象。1954年,前苏联学者邦奇科夫斯基也把地震发光比喻为马蹄与石头道路撞击而产生的火花。
这种说法是探索地光成因的一次有益尝试,但它的解释只是对某种形态的地光说得通,对地光的其他形态则难以奏效。例如,有些地光发生在半空中,似乎与地面岩石的摩擦无关;有些地光还伴随有类似日光灯的自动闪烁,这显然也无法用摩擦生光来解释。另外这种观点也很难说明在震区广阔的范围内都可观察到地光以及球形光和柱状光的缘由。因为按照岩块摩擦发光的假说,地光应该主要分布在裂隙带附近,并与裂隙的分布方向一致,发光的部位应接近地面。例如,1975年辽宁海城地震时,有人看到本县大青山菱镁矿分布区出现强烈的白色光带,它与该地大量裂隙的分布基本一致,并紧贴地面,持续2~3秒钟,没有明显闪烁,然后突然消失。这种地光可以用岩块摩擦生光观点解释,但以此来解释所有的地光,显然是不全面的。
根据水的毛细管电位理论。日本学者寺田寅彦闲来无事,对物理学中的电动现象甚感兴趣。他看到液体和固体相对运动时,常伴随有一些电现象,即在液体和固体的接触面上会出现两层异种电荷。如果液体在压力下通过一个固体毛细管,那么就会在毛细管的两端出现电位差,这就是流动电位。这位学者由此萌发了水的毛细管电位理论,试图能在地光成因问题上一显身手。他认为,一场强烈地震所影响的深度可与地面波及的范围相当。在地震影响的深度范围内,地下水受到挤压,便通过岩石的孔隙向上移动,产生流动电位。寺田推测,地下水所受到的压力,相当于100千米厚的岩柱所产生的压力。根据计算,它所产生的电位差可达到300万伏。显然,这样巨大的电位差足以导致产生高空放电,形成地光。寺田的理论得到了日本部分学者的支持,但国际上多数学者对这理论提出了质疑。尤其是美国学者麦克唐纳对寺田计算出来的300万伏电位差表示怀疑。这位美国人设想了地球内部产生电位差的各种可能原因,研究了地下核爆炸时所产生的压力对地下水流经岩石和土壤中孔隙的流动电位的影响,结果发现,在300多米的深度范围内,能产生的最大电位差仅有几百毫伏。即使地震的影响能达到100千米的深度,所产生的电位差也不过几百伏,远比寺田所说的小得多。这样小的电位差,是不可能引起大气发光的。
这个水的毛细管电位理论,就这样夭折了。
石英的压电效应说。芬克尔斯坦和鲍威尔,当年曾是继美国人麦克唐纳之后水的毛细管电位理论的主要反对者。他们在推翻日本学者的理论以后,提出了石英的压电效应说,企图利用地电电位差来解释地光的形成。
1970年,芬克尔斯坦和鲍威尔首次发现了地震孕育过程中石英的压电效应。科学家们早在物理学的实验中发现,许多晶体在受到挤压或拉伸时,会在两个平面上产生相反的电荷,这种现象被称为压电效应。今天,它已被广泛应用于各种电子设备和仪器中,也被广泛应用于导弹、电子计算机、航天等尖端技术中。压电石英就是这样的一种晶体。由于石英在地壳中分布很广,地震是岩层长期受力突然破裂的表现,可以想象,在地震孕育过程中必然也有压电效应产生。两位学者推断,当石英在地壳中有规律排列时,如果沿长轴排列的石英晶体的总长度,相当于地震波的波长时,就会产生地震电效应。若地震压力的压强为30~330帕,就有可能产生500~5000伏/厘米的平均电场。这个电场足以引起类似暴风雨时的闪电那样的低空放电现象,产生地光。由于压电效应并不一定在地震发生时才有,所以在地震前的几个小时也可以看到地光。
如果按照这种理论,地光应该只发生在某些特定的分布有定向排列的大量石英晶体的区域内,然而实际上出现地光的强震区其地下岩石并非都是石英岩,而是多种多样的岩石,但无论地下岩石性质如何,都有出现地光的可能,这一实际情况与石英压电效应理论不相吻合。另外,石英压电效应理论也不能解释在一些震区观察到的极为独特的“电磁暴”现象。
更难解释的奇怪现象。1966年,前苏联塔什干大地震前几小时,塔什干上空突然发生了一场电磁暴。天空中耀眼的白光就像镁光灯一样,使人目眩。更令人奇怪的是,室内的日光灯无故自亮。科学工作者观测到电离层中电子密集度达到顶峰。
这次地光的奇异特征,显然很难用前面的几种假说解释。
1972年,日本学者安井丰等人提出了“低层大气振荡”的看法。他们认为,由于大气中含有各种正负离子,所以大地具有微弱导电性。当大气中的气体分子受到来自太空的宇宙射线和地球本身的放射性元素射线的撞击,结果使这些气体离子带电。地震区常会有以氡为主要成分的放射性物质,地壳震动把它抖入大气中,特别是在含有较多放射性物质的中、酸性岩石分布区和断层附近,大气中的氡含量将显著提高,这也将使大气离子导电性增强。这时如果地面有一个天然电场,那么就会向空中大规模放电,使地光闪烁起来。
我国地震工作者在研究了辽宁海城地震以后,发现震前氡含量明显增加,大气中电离子也明显增加,在震区上空形成电荷密集区,大气的导电率增加以后,在地面电场作用下便可能发生放电发光,大面积放电和氡蜕变放出的射线都可能产生荧光,使日光灯管闪亮。
这个低空大气发光理论,是目前比较成立的假说。不过,也有人认为日光灯管发亮的原因与地震时的高频地震波有关。
此外,最近又有人提出,黏土矿物也是地光的光源之一;还有人重新提出岩块摩擦生热与地光的关系,并考虑了电场的形成。这些观点也都不能圆满地解释地光的成因。
从现有资料看,地光是地震时有着多种成因的发光现象的总称。要想彻底揭开它的形成之谜,就必须加强对地光的科学观察,特别是要用现代的先进技术装备,及时地捕捉有关地光的各种信号,并仔细地区分不同类型,最后终将洞悉地光的秘密。
中国地球物理学家郭自强最近通过岩石压裂实验研究,得知岩石在受到压力发生破裂时,会放出强烈的电子流。地震发生之前,岩石受到地壳应力作用而破裂,也会产生强电子流,这些电子流可以通过地壳裂缝进入大气,使空气分子电离而产生地光,这是目前世界上对地光的最新解释。
7.地震和云彩有关系吗
1663年,《德隆县志》上有这样一段文字:“天晴日暖,碧空晴净,忽见黑云如缕,婉如长蛇,久而不散,势必地震。”可见300多年以前,我国古人就将云和地震联系在一起了。
那么,地震云真的能预报地震吗?请看下面的事例:
1978年3月6日,日本国奈良市市长健田忠三朗在举行记者招待会时,他指着北方天空里的一缕云说:“这就是地震云。不久将会有一次影响日本广大地区的强烈地震。”就在第二天,靠近日本的大海里果然发生了一次7.0级地震。也是利用地震云预报这次地震的还有我国中科院物理研究所的地震学家吕大炯。他在1978年3月3日早晨,于北京中关村上空也观测到了条带状云彩,再根据地应力和地电异常的情况,预报了震中将发生在地震云垂线所指的方向,即日本海之中,其预报时间和地震发生时间仅差48分钟,其准确度令人惊叹。1978年4月8日,吕大炯在北京通县又观察到地震云,做出了“4月12日在阿留申群岛附近将发生地震”的预报,结果4月12日在阿留申群岛以东的阿拉斯加地区果然发生了7.0级地震。
1979年7月4日凌晨五六时左右,住在北京饭店一套高级客房的日本奈良市市长健田忠三朗忽然发现天上东南方向横亘了一条较长的白色条带状的云带,这位业余地震云研究者立即通告中国有关方面,作出了近期将要发生地震,但北京不会受其影响的预报。与此同时,在日本的一些地震云研究者在不同的地点也观测到地震云,而地震云垂线的交点正交会在我国傈阳地区。一连几天,我国各地的地震观测站测到的地电、电磁都发生强烈异常现象,有些中国的地震工作者在7月2日、4日、5日也都观测到长条状云带……7月9日晚,江苏傈阳果然发生了6级地震。
那么,以上这些事例仅仅是一种巧合吗?如果不是,那么地震与天上的云彩有什么关系呢?地震云与普通云彩又有什么区别呢?地震云又是怎样形成的呢?
据史料记载及人们的观察,地震云多星带状,似龙,似蛇,或似草绳,或呈辐射状、肋骨状。其颜色有白色、灰色、铁灰、橘黄、橙红等。
关于地震云的成因,人们做了种种推测:
日本九州大学真锅大党认为:由于地震之前地热的增高,加热空气,使之上升扩散到同温层,在1000米高空形成细长的稻草绳状的云带。但是持否定意见的科学家认为同温层的高度至少在1万米以上,一般上升气流不易达到,而且强烈对流上升的气流一般是蘑菇状云彩,不可能沿水平展开成长条状,也无法解释地震云的垂线方向能指示震中的道理。而我国的吕大炯等人认为:由于断裂带产生热量,可以以超高频或红外辐射的形式来加热上空的空气微粒,形成条带状地震云。由于断裂带大多垂直于震中的震波传递方向,所以,由此产生的条带状云也是垂直于来自震中的震波传递方向的。尽管这种解释比真锅大党较为完善,但仍有很大的臆想性,因为至今尚未获得确切的数据,如断裂带上应力在震前究竟增加了多少,达到什么程度才会产生地震云等。
此外,还有一些学者提出断裂带中可能会有大量高能带电粒子溢出,或者震源在震前形成的静电场使得高空形成条带状地震云……这些推测还都是一种假说,有待证实。人们期待着这些谜能早日揭开,对地震这一灾害能防患于未然。
8.动物对地震的预报
地震即地动,它像狂风暴雨一样,是一种自然现象。地震会给人类带来灾难。据统计,全世界每年要发生500多万次地震,其中,破坏性的地震大约有1000次左右。为了避免或减少这种灾难,做好地震的预测预报工作是极为重要的。
能预报地震的动物。人们在长期报震、抗震工作中,已经观察到许多动物在震前有种种异常反应:畜不进圈狗狂叫,冬眠蛇出老鼠闹,鸭不下水鸡上树,蜜蜂飞迁鱼上跳,鹦鹉撞笼鸽惊飞,狮虎哀吼狼悲嚎等等。我国邢台地区人民通过对预测预报地震的实践,还编成这样的谚语:“鸡在窝里闹,猪在圈里跳,羊跑狗也叫,地震快来到。”
从大量地震资料来看,已知地震前有异常反应的动物约有近100种,包括昆虫、鱼类、蛙、蛇、鸟类、兽类和家禽家畜。其中以狗、鱼、猫、鸡、鸟和猪等反应最为明显。
1969年7月18日13时24分,我国渤海发生了一次7.4级地震。在震前,天津市人民公园的工作人员观察到许多动物的行为都出现了异常反应,就连平时逗人喜爱的大熊猫也躺在地上,抱头怪叫,唤它也不起,检查却无病。根据这些异常反应,公园地震预报小组在当天11时10分向天津市防震办公室报告“可能要发生大地震”的预报。果然不出所料,两小时以后发生了地震,天津市地动房摇。
1975年2月4日,海城、营口发生了7.3级地震。震前一段时间,尽管天气寒冷,冬眠的蟒蛇仍爬出洞来,它们一出洞口就冻僵了。此外,青蛙、泥鳅等冬眠动物的提前苏醒,可能与震前地温的局部升高有关。
1976年7月28日3时,河北省唐山、丰南一带发生7.8级强烈地震。震前的动物异常反应与历次大震一样,也是十分普遍而强烈的,特别在临震前几个小时更为明显。
日本是个多火山多地震的国家,科学家发现深海鱼类的异常行为预示着地震即将来临。早在1923年夏天,一位秘鲁的鱼类学家在日本的叶山沿海,发现了一种仅栖息在深海中的胡须鱼上浮,这是一种异常现象。果真事隔一天,发生了关东大地震。1963年11月11日清晨,日本新岛的渔民捕到一条长2米的深海鱼,电视台记者为采访这条新闻,邀请正在研究地震前深海鱼反常行为的未广教授,希望他一同乘坐直升飞机前往现场。当时,未广教授有课不能前去,在同记者分别时他开玩笑说:“请多加小心,不久将有地震发生。”谁知,事隔两天,在新岛附近真的地震了。
狗,可能是因为它具有特别灵敏的嗅觉,所以被列为震前反应最明显的动物。在云南通海地区一次地震前夕,山区一户人家4个人围坐一桌,正在兴致勃勃地玩扑克牌。突然,从大门外跑进来一只狗,对着主人叫个不停,主人只顾打牌,不予理睬。狗可急了,上去咬住主人的衣服不放,还把他往门外拖。主人觉得这只狗不识事务,大煞风景,于是将它赶出大门外。可是他刚坐下打牌,狗又奔了进来,仍然是咬着衣服拼命将主人拖着往外跑。这时,主人恼火了,站起来对准狗乱打乱踢,赶着一起冲出大门。这当儿,突然一阵轰响,大地颤抖,房屋倒塌,留在屋内的那3个人都被压死,唯独他保全了生命。唐山大地震前,有个农户家的一只狼狗当晚咬了主人,不让他睡觉。主人将狗打跑,刚睡下,狗又来乱咬。他又气又惊,就下床打狗,边追边打,刚出大门,地震发生了。1973年7月23日,当时的捷克斯洛伐克斯皮可埃市地震前,有个女职员睡得很熟,被狗吵醒。狗舔主人的脸,咬睡衣,将她拽下床来。她开了门,狗咬着主人的睡衣朝外跑,刚踏上人行道,地震发生了。从这三个例子可以看出,狗不仅是出色的活报震仪,而且在地震灾害中救主有功。
动物为什么会预报地震。地震是地球内部巨大的能量释放现象之一。有人曾做过计算,一次7级地震释放出来的能量,相当于20多枚2万吨级原子弹释放的能量,所以在震前必然有各种物理、化学和气象等变化,如地热、地电、地磁、光、声、气候、地下水化学成分都会有一定的局部变化。这些变化,即使是非常轻微的,但一些动物却具有十分敏锐的感受力,于是引起它们生理上和行为上的反应,这就是动物在震前的异常行为。
目前,人们虽然已经知道有些动物能预报地震,但是对于它们预报地震的机理还没有完全弄清楚。据上海师范大学动物学家虞快教授介绍,科学上有以下三点解释和推测:
第一,对超声波和次声波的感受。鱼类和其他一些水生动物能感受到人所不能感受到的超声波和次声波。一般人所能感受到的声波范围为16~2万赫,小孩可以达到2.2万赫,高于或低于这个声波范围就不能感受到。鱼类内耳和身体两侧有侧线感受器,这是一种机械感受器,能感受1~25赫的次声波(频率低于20赫的声波),即使对水流压力的微小变化或微弱的水流波动也很敏感;水母(海蜇)的伞体边缘有感觉球,能感受8~13赫的次声波。漂浮在水面上的水母,能在暴风到来之前,感受到由于流动的空气与波浪摩擦而产生的次声波,因此及时离开浅海,避免被巨浪砸碎的灾难;在海洋中的海豚,能感受50~10万赫的声波,又具有完善的声纳系统。因此,它能利用超声波(频率高于2万赫的声波)正确地追踪数千米以外的鱼群,并能分辨出种类。由此可见,鱼类和其他一些水生动物在震前出现异常反应的原因,很可能是与强震前有次声波和超声波发生有关。
第二,对热的变化的高度敏感。在地震前,穴居动物都有明显的异常反应。例如,蛇类具有颊窝或感觉小窝,窝内的感觉细胞对“热”极为敏感。有人用南美洲的蟒蛇做过试验,在波长为10600纳米的红外线下,热量在每平方厘米0.084焦时,就有热感觉反应。由此推测,蛇在震前的异常反应,可能与地热变化有关。
第三,对微弱的机械振动的感受。家禽和鸟类的腿部具有微小的感振小体,它们凭此能感受到枝头或地面上十分微弱的机械振动(几十至一二千赫)。中国科学院生物物理研究所曾做过这样的试验:用100只家鸽分作两组,每组50只,将其中一组家鸽的感振小体与中枢神经之间相联系的神经切断。结果在一次4级多的地震前,切断神经的一组家鸽基本上安静如常,而另一对照组家鸽都惊飞了。这说明家鸽的感振小体能感受到震前的波动。在强震前,猪、牛、羊等家畜普遍出现异常反应的原因,可能与它们的腿部、趾部和腹部肠系膜等部位分布着大量对感受机械振动非常敏感的环层小体有关。
此外,蝙蝠能感受1500~15万赫声波。它的超声定位系统极为优越,不仅分辨率高,而且抗干扰性强,能从比信号高出200倍的噪声背景中接收小昆虫身上反射回来的信号。因此,蝙幅在地震前迁飞是与感受超声有关的。
根据柏林弗里大学赫尔穆特·特里布楚教授测定,来自地面的充电离子释放,引起“先地震”,使狗、猪、鸟和其他动物出现紧张不安情绪,这就是人们在地震前所经常观察到的动物异常行为。
那么,人类能否预感地震呢?在很长一段时间内,不少科学家认为人类没有动物那样预感地震的本领,只有动物才能感觉人类视为“静止”的震前外界变化。后来,美国加利福尼亚州的一位科学家首先提出,人类也能够像一些动物那样,在地震前的短时间内,表现出异常行为。例如在旧金山海湾地区,那里的居民在地震前72小时内,出现烦躁、易怒、头昏眼花、头痛、恶心等征兆。由于每个人的生理机能和心理状况不同,所出现的征兆也有差异。
不久前,美国蒂姆研究所的生物学家马沙、亚当斯,根据人类在地震前的异常行为分析,在8天内预报的准确性可以达到80%。亚当斯把人在地震前的异常行为,归因于地磁场的改变影响到人体的结果。
进一步探索动物报震对预防地震将有很大的作用。首先,在从事动物报震工作中要分清动物的异常行为是地震预兆还是其他因素所引起的,否则就会造成错误报震。因为自然现象是非常复杂的,一些非地震预兆的环境条件变化,也会促使动物产生异常行为,而且往往与动物震前出现的异常反应相似。例如,天气闷热,雷雨之前,由于气压低,湿度大,水中溶解的氧气减少,鱼儿就会泛塘,蜻蜓和蚊子聚群飞行,蚂蚁也忙于向高处搬家,表现出异常行为。又如狂风暴雨到来之前,大群海鸟会向着陆地飞行,许多鱼儿结群上浮,深海鱼类游到浅海甚至上浮到水的表层,连鲸类也会群集在海面。再如饲养条件的改变,包括兽舍的改变,饲养员的调换,饲料种类的更换,往往也会使动物出现各种异常反应。此外,动物在繁殖季节里,由于本身的生理变化,也会表现出行为失常。猪、马、牛、羊等发情时,常常出现烦躁不安,胃口不佳,相互追逐;狗在发情期有嚎哭的现象,猫在发情期则往往叫个不停,鱼儿会进行生殖回游等。这些异常行为,都与地震没有关系。
其次,在地震以前有异常行为的动物,开始时往往是个别种类和少数动物,而且还会受到动物个体差异的影响,在同种同类动物中会出现无异常反应、异常反应不明显和明显三种情况,这对动物报震工作同样会带来困难,所以必须密切注意动物出现异常反应的种类、数量、涉及的范围以及异常反应的程度。因为没有一定数量就不可能做出正确的判断。
再次,利用动物预报地震是一项新的研究课题,动物行为的变化与地震之间的联系,目前知道的还不多,必须在今后防震、抗震工作中进一步探索。土耳其“爱猫者协会”的专家们发现,猫的脚掌能感受最轻微的震动,可比人类和一般动物早知地震的来临,而猫的嗅觉和听觉也相当敏锐,所以一些学者已将猫的“第六感觉”(包括猫预报地震)列为研究专题。日本科学家根据民间“鲶鱼翻身是地震前的征兆”的传说,进行了长期观察后发现,此鱼对轻微震动的感受极为灵敏,而地震前所引起的微弱电流的变化,也能被鲶鱼特别灵敏的感受器感觉到,所以日本很多地方都饲养着鲶鱼,作为一种活的“报震仪”,随时观察它的一举一动。另外,日本农林省还号召多震地区的人们饲养一种白色的鱼,它有感知微小震动的特殊本领——震前几小时在水中惊恐地东窜西撞,预示地震即将来临。邢台地震以后,我国对该地区的狗、鼠、猪、鸡、鸽子、泥鳅、黄鳝、鲫鱼、蚂蝗等10多种动物进行了长期的系统的研究,着重观察动物反应的指标,例如鸽子的惊飞反应,猫的日呼吸频率曲线的变化和行为异常反应等等,从中总结出了规律,取得了一些经验。运用这些经验,曾对范围50千米、震级为3~5级的地震进行了多次较好的预报。
9.热异常是地震的前兆吗
1976年7月28日唐山大地震前,北京等地天气异常炎热。从我国历次地震来看,震前天气突然变热(无论春、夏、秋、冬)是一个比较突出、普遍的现象。请看以下的例子:
1679年9月2日,河北三河、平谷8级大震前,天气特别炎热;虽然是9月了,但还是炎热难耐。
1925年3月16日,大理地震前,黄雾四塞,久旱不雨,晚不生寒,朝不见露,形成典型的干、热、阴霾的天气。
1933年,四川省迭溪大地震,也有这样的记载:“连日皆极晴朗炎热,震前尤甚,下午二时半地震。夜间气象陡变,狂风大作,暴雨忽来,十时许地忽又大动。”
1966年3月8日河北邢台地震,震区地面解冻早,返潮春天来得早。气象资料记载,震前数日,日平均气温从-13℃上升到12℃,升高达25℃。
1969年7月26日,广东阳江地震,震前几天,当地气候很特殊,天气特别闷热,人感不适。
1970年1月5日,云南通海地震。二月是全年气温最低的月份,但地震前几天,天气变热;临震前夜里感到特别闷夜,不少人睡不着,风吹到脸上感到有热气。
1973年2月6日,四川炉霍地震,地震前出现的近日最高温,比历年同期都高。
1974年5月1日,永善地震,地震前几天特别闷热,比6月份还热。
我国夏季,常为温暖湿润的海洋性气团所控制。震前的“热异常”促进了对流作用的加强,伴随而来的常是倾盆大雨,大雨过后天气更热,震前达到高潮。1976年唐山大地震后,北京、天津等地就降了倾盆大雨,过后又发生强烈余震。春、秋两季,热异常往往引起阴雨连绵或久旱不雨,视地区不同而异。
有人发现气压变化越大时,地震的次数越多,而山区在气压下降时发生地震的比例较大。
“冷热交错,地震发作”、“久晴动,久阴动”、“早震晴,晚震阴”等谚语,都说明了天气变化与地震的关系。天气变化时,可能是大气对地壳各处压力不均,促成快要发生地震地区的断裂活动的加剧;或者是地壳的即将断裂释放出热量使天气变热。历史上还常有大旱大涝后发生地震的情况,这可能是地下水的多少发生变化,破坏原来的平衡,触发了地震。
地震与天气的变化是有关系,但具体有多大关系,有什么规律,还有待进一步的研究。
10.历史上的特大地震
葡萄牙里斯本大地震
葡萄牙首都里斯本是一座美丽的海滨城市,它位于横贯全国的特茹河入海口,整个城市坐落在7座小山上。市区中雄伟的教堂依山而建,繁华的街道上商店林立,人群熙熙攘攘,到处都呈现出一派大都市的繁华景象。
1755年11月2日,星期六,这是一个不寻常的日子,是基督教的万圣节。上午9点多钟,成千上万的圣徒们聚集在市区内的6座大教堂里虔诚地向上帝膜拜,悠扬的钟声和祈祷声不绝于耳。突然,大地像波涛中的轮船一样不停地晃动起来,里斯本发生了7.8级的破坏性大地震。
伴随着地面的颤抖,从地下传来雷鸣般的响声。教堂和其他建筑物开始倒塌,圣·维森特大教堂中的600多名圣徒几乎全部遇难;圣·卡塔里纳教堂砸死了400人,圣·保罗教堂砸死了300人;整个市区2万多座建筑物中有1.7万座变成了废墟。几分钟内就有大约3万人被夺去生命。侥幸从屋里跑出来的人们,都被眼前的情景吓呆了,不知如何是好,一些上了年纪的人跪倒在大教堂广场上,祈求上帝的怜悯,拯救受苦受难的人们。
在大约15分钟的大震过后,地面仍然像痉挛似地颤抖着,许多人拥上大街,向宽阔的海岸跑去,以为那里一定是躲避房倒屋塌的好地方。然而,他们万万没有想到,被地震搅起的海水正像恶狼一样向人们扑来。一位幸存者在海啸中死里逃生,他在事后回忆道:“突然,海边一片惊呼声:‘海水上岸了,我们全完了!’我转向大海,看见海水飞速向岸边涌来,这种速度是任何狂风的力量所达不到的。一瞬间,一团巨大的浪涛像山峰一样带着响声冲上岸来,泡沫四溅。许多人被卷走了,更多的人陷在齐腰深的水里,其余的人如丧家之犬一样疯狂地逃走。”
在地震掀起的滚滚烟尘中,教堂里的蜡烛和居民家里的炉子在许多地方引起大火。无情的烈焰烧毁了商店里的货物,档案馆里的珍贵资料,华丽的歌剧院和富丽堂皇的皇宫。许多人虽然从倒塌的建筑物和凶猛的海啸中死里逃生,却死于浓烟的窒息和烈火的焚烧。大火一直燃烧了7个昼夜,遍体鳞伤的里斯本最终毁灭于大火。
深爱着臣民的年轻国王约瑟夫为民着想,在震后实行埋葬死者和赈济灾民的政策,不但在一周内全部埋了死者,而且使幸存的20万人免遭饥饿。朝廷用15年时间重建了里斯本,拆除了破旧的平房,拓宽了原有的街道,使一座新的里斯本重新屹立在大西洋东岸。
智利大地震
智利位于南美洲的西岸,整个国家沿海岸呈南北向的条带状分布,延长达4000余千米。这里风景优美,物产丰富,但也是多发地震的国家。据统计,全世界每年记录的近万次地震有21%发生在这里(绝大多数是非破坏性地震)。1939年1月24日发生的大地震给智利带来了一场巨大的灾难。
午夜时分,古城奇廉还沉浸在一片喧闹的夜生活之中,奇廉国立戏院内300多个座位全部满员,人们正在观看一部新公映的电影。然而,他们做梦也不会想到,夜里11点35分,戏院的天棚和四壁在地壳的颤动中突然向他们砸来,所有的人甚至来不及叫一声便被掩埋在瓦砾中。
奇廉,这个有5万人口的城镇损失最为惨重,由于街道狭窄弯曲,加之房屋低小零乱,使得发震后全城到处都是一片废墟,几乎无路可走,给救援带来极大的困难。大约有1万人死亡,两万人受伤。
在距首都圣地亚哥400千米的省城康塞普西翁,情况也同样严重,有75%的建筑被毁,地震将上万名矿工封在井下;15座天主教堂被夷为平地,死伤近5万人。
地震过后,震区的气候极不正常,不但温度很高,而且烈日当空,灼热的阳光照在无数的尸体上,散发着难闻的气味。人们心里明白,如果不采取紧急措施,瘟疫很快会夺走幸存者的生命。由于地震将铁路、公路交通全部破坏,大批救援人员被阻滞在城外,政府电令奇廉和康塞普西翁两市居民想尽一切办法迅速撤离灾区。留在市区的少量士兵和救护人员因无水和没有饮食,也处在极其困难的境地。据《纽约时报》报道:“可怜的士兵和救护人员在酷热的太阳下一刻不停地掩埋尸体,救护伤员,从建筑废墟中营救幸存者,可他们连足够的水也喝不到。”
真是福无双至,祸不单行,自然它那强大的威力戏弄着渺小的人类。烈日之后紧接着是一场强大的暴风雨。肆虐的狂风卷走了临时搭起的帐篷,冰凉的暴雨抽打在人们身上,灾民们再一次陷入了无家可归的境地。漆黑的夜色里,人们在刺骨的寒风中缩蜷着身体,有人从此再也没有站起来。
这次大地震使智利中部富庶的产粮区受到极大损失,工业也一度陷入瘫痪状态,多年后人们才从地震的阴影中走出来。
日本关东大地震
日本国以略呈弧形的岛屿遍布在亚洲大陆的东南外缘,以多地震而著称于世,每年发生地震千余次,被称为“地震列岛”。
1923年9月1日正午时分,天气晴朗,艳阳高照,在从东京到横滨28千米范围内的都市区中,人们和往常一样紧张地忙碌着,职员和工人们陆续走向餐馆和食堂,准备享受美味的午餐;年轻的家庭主妇们早已做好了饭,等待着从学校归来的孩子们,生活平静得令人毫无警觉,谁也没有想到魔鬼正从地下深处袭来。
11时58分,东京南部90千米处的相漠湾海底突然发生8.3级强烈地震,地震和它所引发的海啸袭击了日本关东平原地区。首都东京和最大的港口城市横滨损失最为惨重。在第一次震动过去24小时之后,又发生了一次强烈余震,随后的一周余震不断,大约有几百次之多。
伴随着大地的抖动,惊慌的人们冲向大街,顿时,马路上被挤得水泄不通。在无奈无助的惊恐中,人们拼命地寻找避难场所,你推我挤,东倒西歪,互相践踏,哭喊声、叫骂声响成一片,可是整个城市里哪儿还有可躲避的地方呢。
倒塌的建筑造成了几万人的死亡,但随之而来的一场大火又上演了一幕更惨烈的悲剧。
由于日本关东地区素来多地震,加之当时的经济条件所限,房屋多为木质结构,恰逢发震时又正当做午饭的时候,所以,漫天大火瞬间而起,整个东京陷入一片火海之中。大火初起时,消防人员和一些居民还试图将火扑灭,但地震已将所有的供水管道破坏殆尽,人们只能望火兴叹。《日本纪事报》的一位记者描写道:“人们虽然逃离了震魔,又遇上了火妖。他们倒在地上,浑身都是火烫的血泡。比起那些被烧得只剩一把灰的人来说,他们也许是幸运的。那一堆堆、一片片灰烬,究竟包含着多少生命呢?没有人知道。数不清的人被火烧死,发出的恶臭,几十里外都可闻见,特别在运河一带,数百名逃生者被烧死在那儿。”
夜幕被熊熊烈火撕毁,天空一片猩红色,如此巨大的火灾前所未有,一切都在炽热的烈火中毁灭。东京城中的15家医院只有一家幸存,其余的14家全被大火烧毁;著名的皇家大学图书馆的所有珍藏书刊和文件烟飞灰灭,荡然无存。在这次地震和大火中有30万幢建筑倒塌,近5万人死亡,10万人受伤,几十万人无家可归。东京像受了重伤的巨人,倒在大地上,奄奄一息。
离东京28千米远的横滨市,也遭到了同样的厄运。这个当时有50万人口的港口城市,曾被称为“外国人的乐园”、“充满异国情调的不夜港”和“日本富商的花园式胜地”。但是,无情的地震和大火毁灭了这里的一切。整个城市变成了无法辨认的废墟,码头和港口全部被破坏,街路上的巨大裂缝像恶魔的嘴一样大张着,可以吞下卡车,被火烧焦的尸体一堆堆到处可见。
在浓烈的大火中,有几千人被围困在低洼的滨水商业区,许多人跳进了公园的水池里,有人在拥挤中被淹死,当时的情景惨不忍睹。
灾难夺走了横滨市10万人的生命,其中有4300人下落不明,10万人受重伤,许多人无家可归。有6万幢房屋在地震中倒塌或被大火烧毁。
日本关东大地震发生后,日本人民依靠其非凡的献身精神开始重建家园。经过几十年的奋斗,首都东京和横滨市比灾前更加美丽壮观。但是,当今的地震学家们仍然把东京作为地震危险区,认为与关东大地震一样强烈的地震还会光临东京至大阪之间。这不能不让该地区的人们提心吊胆,担心历史的悲剧重演。
日本经济实力雄厚,大都市中高楼林立,虽然他们有较强的抗震技术和方法,但眼望那一座座摩天大楼,仍然使人心生疑惧。东京的阳光公寓有60层,200多米高,为亚洲之冠,如果它一旦倒塌,那情景实在是让人不敢想象。
为了防御地震的突然袭击,在最大程度上减轻地震及次生灾害所造成的损失,日本制订了相关的国家和地方法规,用以教育和规范人们的行为。1983年4月3日,日本举行了有1600万人参加的大规模地震预警演习,人们在志愿者的疏导下,有秩序地从建筑物中和危险地带撤离到指定的安全区域。大街上的宣传画给人们留下了深刻的印象,上面是燃烧着熊熊烈火的街道上,站着一个泪流满面的小姑娘,下面用醒目的红字写着,“60年前的这一景象,可能在明天重演”。
时间可能会洗去人们许多的记忆,但是,日本人民永远也不会忘记那场可怕的关东大地震,永远为那些在地震中死去的兄弟姐妹和父老乡亲祈祷和默哀。
11.黄土高原形成之谜
我国是世界上黄土分布最广的国家,而黄土最集中、最典型的分布区就在黄土高原。
黄土高原东起太行山脉,西至祁连山东麓的日月山,北抵长城,南达秦岭山脉,面积约40万平方千米,包括山西、陕西和宁夏的大部分地区,甘肃、青海和河南的一部分地区,黄土厚度一般为80~120米,最大厚度可达180~22米。黄土多呈灰黄色、棕黄色和棕红色,抵抗侵蚀能力很弱。
黄土高原是怎样形成的呢?
一种认为是这一地区盛行的偏北风把新疆、宁夏北部、内蒙乃至远在中亚沙漠中的大量粉沙刮到黄土高原地区堆积下来。因为黄土高原与黄土底部基岩成分不一样。黄土下部地貌形态多样,起伏比较大,但上部沉积黄土厚度大体相近似,并有从东到西逐渐变薄的趋势,同黄土来源于西部的方向是一致的。这说明黄土是从别处搬过来的。
但有不少科学家发现,黄土层的底部有一个砾石层,而这浑圆的砾石层却是典型的河流沉积物。于是他们认为,这些黄土的原籍在黄河的上源,是河流把黄土冲刷下来形成的。
还有一种观点认为黄土既不是风成的,也不是水成的,它是在原来的基础上不断风化形成的,是土生土长的。
也有一种综合性观点,认为黄土高原既来自西北、中亚,由大风刮来,又有绵绵流动的河流携带而来,还有本地土生土长的基岩上风化的,是在这三种力的共同作用下形成的。
至今人们对黄土高原上黄土的来源还争论不休。希望有一天研究者们能给人们一个满意的答案。
12.神秘的“未知大陆”
1492年,哥伦布出海航行去寻找传说中的黄金国——印度。他没有找到印度,却发现了一块全新的大陆,在想印度都快想疯了的哥伦布眼里,它必然是印度,是充满香料、财宝的富庶之国,大陆上的居民自然被称为印度人。但是哥伦布做梦也没想到这是一块尚未为欧洲人发现的大陆,它既不是印度也不是中国,而是美洲大陆。在欧洲人弄明白之后,这块新发现的大陆就被称作“新大陆”或“新世界”,而欧洲则与之相对地被称作“旧大陆”或“旧世界”。哥伦布的发现在西方引起了巨大的反响,许多航海探险家跃跃欲试,他们认为,除了哥伦布发现的“新大陆”之外,还有一块巨大的“未知的南方大陆”。
1572年,西班牙著名航海家胡安·费尔南德斯在智利海岸边发现了三座无人居住的小岛,他以自己的名字给这一群小岛命了名,这就是智利的胡安·费尔南德斯群岛。
胡安·费尔南德斯的发现虽然不大,但却增强了他航海探险的信心。6年后,他又扬帆前往东南太平洋去探险,希望能发现他的前辈和同时代的人寻找了多年的“未知的南方大陆”。
胡安·费尔南德斯的航线和6年前一样,仍沿着南美洲的海岸往南航行。谁知,茫茫大海戏弄着胡安的船只,骤然而起的风暴把他们吹离了南美沿岸,探险船像一叶浮萍似的随风向西漂去。
许多天过后,海风把胡安探险队送到一块辽阔的土地附近。这是什么地方啊?水量丰沛的河流浇灌着土地,面庞白皙的居民衣着十分讲究,举止神情同智利人和秘鲁人都迥然不同。胡安·费尔南德斯高兴极了,认为这就是他那些不幸的前辈和倒霉的同代人所朝思暮想的南方大陆。遗憾的是,他没有登上这块新发现的土地就匆匆返航了。
回国之后,胡安·费尔南德斯立即着手做全面的准备,打算率领一支探险队再度驶往“未知的南方大陆”,进行一次规模巨大的详细考察。为了保持自己对这一“神秘大陆”的发现权,他一直守口如瓶,没有对外透露过自己这一惊人的发现。可是,胡安的准备工作还未完成,他就猝然死去了,世人也不知道他的这个发现,他也始终没有成为哥伦布第二。直到几十年之后,人们才知道这个西班牙航海家的发现。
胡安·费尔南德斯真的发现了“南方大陆”吗?
答案是否定的。
那么他发现的是什么地方呢?
有人说就是今天的位于南太平洋海域,纬度为南纬30度的复活节岛,但至今那些人还拿不出令人信服的确凿证据。
16世纪的西班牙编年史中曾记载着航海家阿列瓦莱·孟达尼·杰·涅依拉在南太平洋发现了复活节岛,但这功劳不算他的,因为没有确实的证据能证明复活节岛是他发现的。
过了109年后,即1687年,著名的英国大海盗爱德华·戴维斯奉英国女皇的命令,驾驶着“孤独者幸福”号三桅巡洋舰,前往南太平洋寻找“未知的南方大陆”。他首先到达了海盗们最喜欢停留的太平洋的天然避难所加拉帕戈斯群岛,然后掉转船头向南驶去。在南纬12度30分,距南美海岸150里格处,“孤独者幸福”号突然剧烈地震荡起来。原来美洲大陆的秘鲁沿岸发生了大地震,引起了海面剧烈震荡。这次地震摧毁了秘鲁的卡亚俄城。戴维斯惊吓过后,赶快驾驶着他的“孤独者幸福”号向西南驶去。
一天凌晨,离天亮还有两个小时,“孤独者幸福”号突然触到了低低的海岸,熟睡的船员们被震耳欲聋的响声惊醒,纷纷跑出船舱。他们担心船被海浪抛到岸上搁浅,坚决要求戴维斯掉转船头驶到海上,等候天亮。戴维斯只好同意了。
早晨太阳出来后,展现在“孤独者幸福”号船员们面前的却是一片陆地!一座低矮平坦的岛屿!航海长利奥涅列·瓦依费尔详细描写了这个未知的海岛:
“我们离岛有四分之三里格。由于早上十分晴朗,没有雾或烟,我们可以清楚地看到岛上的一切。在西边大约12里格处,我们看到了一连串高高的丘陵,土地向前延伸了14~15里格,我们看到岸上有许多鸟类的羽毛。
我多么想上岸看看啊,但船长却怎么也不同意,太遗憾了。这个岛在卡亚俄城以西5000里格处,距加拉帕戈斯有6000里格。”
胡安和戴维斯都声称他们发现了“未知的南方大陆”,但人们都不相信。于是,更多的人们前往南太平洋,寻找这一神秘的“未知大陆”。
1722年4月5日,荷兰的著名海军上将雅各布·罗格文率领一支分舰队在胡安与戴维斯所到过的海域里寻觅所谓的“南方大陆”。
当时,他们正航行在一望无际的大洋上,负责了望的水手突然发现远方的海面上有一个绿点,看上去像是陆地,他立即向舰长罗格文汇报。罗格文听到后惊奇不已,因为海图上标明这里没有任何陆地。罗格文立即命令船只驶向那里。待船只驶近后,他看到这确实是一个岛屿,于是便在海图上用墨笔记下了一个点,并在黑点旁边记上“复活节岛”,因为那天正好是复活节。他可能不知道,他是在给世界上最令人困惑的一个岛屿命了名。
这是一个三角形的岛屿,面积不大,还不到120平方千米,既没有一条河流,也没有任何树木,只有荒草在地上生长着,篙鼠是该岛唯一的野生动物。
罗格文一行一踏上这个小岛,就被眼前的景象惊得目瞪口呆了。岛上山峦起伏,层峦叠嶂,拉诺·洛拉科火山的身影在蔚蓝的天幕上显得雄伟挺拔,岛上有许多石头块砌成的墙壁、台阶和庙宇。在该岛的南部,他们看到了一个巨大石墙的残迹,石墙的后面耸立着几百尊气势恢宏、撼人心魄的巨大石像。这些巨大的石像面朝大海,排列在海岸边,上面还刻着人物和飞禽的花纹。这些石头人站立在巨大的石头平台上,脸部的表情十分生动,有的安详端庄,有的怒目而视,有的似乎在沉思默想,也有的满脸横肉,杀气腾腾。在拉诺·洛拉科火山坡上,罗格文他们也看到许多这样巨大的石像。
这些石像至少有10米高,都是用整块石头雕成的。有的石像头上还戴着巨大的石头帽子,耳部有长长的耳垂。
罗格文总共发现了500多尊石像,此外,在拉诺·洛拉科火山口的碎石堆里,还躺着150尊未完成的雕像。那里还有石镑、石斧和石凿等石制工具。
罗格文海军上将认为这座小岛不是“未知的南方大陆”,也不是其他探险家们(胡安、戴维斯等)所看到的小岛,而是一个新发现的岛屿。他召集全体人员开了一个会,拟定了一个宣布发现一块新土地的决议,分舰队所有的舰长都在这一文件上签了字。就这样,复活节岛被人发现,开始为外人所知了。
荷兰的舰队司令罗格文最先发现了复活节岛,但是有关复活节岛的准确海图还没有。英国航海冒险家詹姆斯·库克希望找到这座岛屿并绘制该岛的海图。
库克率船队从新西兰出发,向东太平洋进发,于1774年3月找到了复活节岛。所有人都为找到了复活节岛而高兴,因为为了找到该岛,船长和船员们在海上航行达3月之久,在这3个月之内人们几乎没有见到一块陆地。
库克是位工作严谨的探险家,他在发现复活节岛当天的航海日志中写道:
“这是个很难加以描述的小岛,岛上居住着波利尼西亚人,他们很像我以前所访问过的其他南太平洋岛屿上的土著人。复活节岛最为知名的景观是那些巨大的古代雕像,这些用岩石雕出的石像分布在该岛沿岸各处,有些已经略有倾斜,有些已经倒在地上,每尊石像都面对海洋,令人不可思议。这些雕像过去是,今后在某种程度上也仍将是一个难解的谜。我们搞不清它们是怎么立起来的,也不知道岛上是否一度住着一种巨人,岛民们自己对这些雕像的来历知之甚少,所以我和其他人对此也只能做些猜测。”
13.冰期的形成之谜
所谓冰期,是指地球历史上大规模的寒冷时期。在这个时期里,不仅地球的两极和高山顶上有冰川分布,就是一些纬度较低的温带地区和低矮山岭上,也分布着许多冰川。地球的历史告诉我们,全球各地在地质历史中曾发生过3次大冰期,即震旦纪冰期、石炭纪、二叠纪冰期和第四纪冰期。而每次大冰期又是由许多小冰期组成的。最近的一次大冰期是70万年前开始的,至今已发生过7次小冰期,每次持续时间为9万年之久,而两次冰期之间总是伴随着大约1万年的温暖的间冰期。
科学家们推测第七次冰期在2万年前已结束,我们目前正生活在第七次温暖的间冰期末尾,再过5000年,我们居住的地球又将进入一次小冰期,那时整个地球将重新银装素裹,全球的每个人都会生活在类似今天南极的冰天雪地之中。
面对这一预言,人们难免会问:为什么地球上会出现寒冷的冰期呢?对此,科学家提出了许多假说予以解释。
首先进行推测的是德国地质学家希辛格尔。他在1831年提出,第四纪冰期的出现与第三纪的造山运动有关。后人发展了他的观点,认为冰期的发生是由于造山运动所造成的海陆分布不同。在造山运动以后,地球上出现了一些高耸的大山,为山岳冰川的形成创造了条件。山的升高和冰雪堆积的增厚,还使山区附近的气候发生变化,气温下降,并逐渐扩展影响到全球,使整个地球的平均温度下降,导致冰期出现。反之,当造山运动平静后,山地受到侵蚀,高度不断降低,海水有可能浸入大陆上被削平的低洼地区,使其成为浅海。因为海水的热容量较大,能贮存较多的热量,所以当海洋面积扩大并积蓄较多热量之后,气候开始逐渐转暖,出现了间冰期。一旦造山作用重新发生,山脉再次升高,冰期便又重新来到。
但是人们很快发现,造山运动剧烈的时期与冰期并不完全吻合。
1896年,瑞典地球物理学家阿列尼乌斯,提出了植物可能是产生冰期的祸首。他认为空气中二氧化碳增加到现在含量(0.03%)的2~3倍时,地球的年平均温度就会升高8℃~9℃。据此可以解释第三纪的温暖气候。温暖的气候和二氧化碳含量的高浓度,促使植物大量繁殖。但是,植物大量繁殖的结果,又使二氧化碳大量消耗,使其在空气中所占的比例下降。当它降低到现在含量的一半时,就会使地球的年平均温度下降4℃~5℃,足以导致中、高纬度地区广泛发育冰川,产生冰期。冰期的出现又会减缓植物生长,从而使二氧化碳的含量逐渐恢复正常。于是气温又逐渐升高,冰川消退,出现间冰期,植物又开始繁盛起来,为另一次冰期到来准备了条件。
但是,历史上植物十分茂盛时期之后,并没有出现冰期,相反在6℃~7亿年前的古代,生物运动没有现在繁盛,却有震旦纪大冰川的出现。因此上述说法缺乏充分依据。
为了弥补这一说法的不足,有人提出了尘幔说,认为是由于地球上火山的猛烈喷发,大量的火山灰尘给地球撑起了一把尘埃大伞,张起了一道尘幔,于是,阳光就再也照不到地球上了,冰期由此而生。然而,造山运动也是火山极盛时期,但并不是每次造山运动后都有冰期接踵而来。
1920年,南斯拉夫塞尔维亚的天体物理学家米兰柯维奇提出了天文说,认为地球上所以有周期性的冷暖变化,根本原因在于地表受到的太阳光照不均匀,而造成受热不均匀,无非是地轴的偏斜,地球的颤动以及地球本身是椭圆的,在围绕太阳转动时有近日点和远日点之差……目前这一天文假说成为当前最受拥护的冰期成因假说。但这一假说也并非完美无缺,它充其量只能解释一个大冰期中的冰期与间冰期的交替,而没能回答整个大冰期产生的原因。
近年来,在探索冰期形成机制的各种理论中,又出现了一个新的假说,认为,地球冰期的发生与太阳带领它的家族通过银河旋臂的时间有关。
我们的银河系是一个漩涡状星系,它具有4条旋臂。根据星系旋臂形成假说,太阳及其家族在绕银河系核旋转时,每隔2亿多年就要通过一次旋臂,而在旋臂里星际物质比较密集。因此有人认为,当太阳通过旋臂时,大量星际尘埃的存在使星际空间的透明度减少。太阳辐射出来的光和热受到星际尘埃的反射和折射,到达地球表面的能量有明显的削弱,就使地球的年平均温度下降,冰期发生。这一理论的重要证据是地球上3次大冰期发生的间隔时期,正好与通过旋臂的时间吻合。
但是,旋臂附近的星际空间是否果真有那么多星际尘埃,却是令人怀疑的。而且这一假说是建立在另一假说的基础上的。
因此,尽管人们长期以来不断地探讨冰期的成因,也有了许多科学假说,但这仍然是悬而未决的地质之谜。
14.大陆为什么会消失
历史上有许多古老的文明不知何因而于世人面前消失,而且一个大陆也会无缘无故地消失,这些情况一直令人费解。
人类在地球上的短暂历史中历经磨难,左冲右突,艰难地生存着。但是仍然不能避免一个极有可能的大型灾害。这个时期大致在公元前15000年至公元前8000年,一个冰河期的末尾。
冰河终期的混乱和古文明的传承与消失之间,有着非常密切的关系。
好端端的大陆,怎么会突然消失?还是先看看没有消失的大陆吧!
南极大陆,可以说知道这块大陆的人很少,我们大部分人都假设这块海上的大岛,已经被冰雪封盖好几百万年。事实上,南极大陆有一部分土地,至少在几千年前还没有成为今天的冰天雪地,我们可以用地壳移动的理论来解释为什么南极大陆的冰床的在如此短暂的时间内成为今天的形状。
地壳移动,使大块土地漂移至死亡圈,这种现象尤为明显,凡是动物大量灭绝的土地,显然都是因为纬度激烈变化的结果。
地壳移动引发的结果是异常激烈的,在对地球历史上消失的城堡以及陆地文明的种种猜测中,我们一直谈到地壳随地球内部的激烈变化而发生的强烈地震、洪水。在海洋深处,地震频繁,造成种种不可预见的海啸冲击着海岸,淹没了土地,有的地块被挤冲到比较温暖的气候带,有的则被推进到北极或南极圈内,永远被冰块所覆盖。冰块一旦融化,海平面骤然上升,所有的生物必须要适应环境,否则只有退居它处,要么就被淘汰,这也是地球进化的一部分。
博物学家兼地质学家路易·阿加西在综合各种研究成果以后,于1837年首先提出了冰河期的概念。这个概念一经提出,立刻引起极大的争论。随之出现了越来越多对他有利的条件,众人恍然大悟似的一下子对这个观点趋之若鹜。但至于为什么会出现这样一个使万物停滞生长的冰河期,一直没有强有力的证据支持,直至1976年,天文、地理、物理学家才用地球公转轨道的各种天文学特征,以及地轴的倾斜度来说明冰河期的形成。
著名物理学家爱因斯坦对这个论点也情有独钟,他对南北极地壳上厚重而分配不平均的冰块是否可以造成地壳移动曾做过专门的研究。
地球自转在重量不平的两个冰帽影响下,产生了一种离心力,而离心力的力量又传达到了坚硬的地壳上,强度不断增加,聚集到一定的力量后,便会制造出一种地壳与地球本身之间的反动,从而造成两极的地块往赤道方向移动。
地球的引力与冰河期的开始与衰退有什么关系?原来,在南北极的地块突然移向气候比较温暖的低纬度地带时,冰块迅速溶解。同样的道理,原来在温暖的低纬度地带的土地,突然之间被移至南北极地带时,气候异变,很快便钻到冰原之下了。
因此,在上一个冰河期时,北欧和北美的大部分土地,并不是因为某种神秘的因素使得天气逐渐转寒而被覆盖于厚重的冰块之下,主要还是因为当时的地块离北极圈比今天要更近,所以才冰雪遍地。仍然是基于同一道理,威斯康星和乌姆冰河期于公元前1500年开始融化时,并非地球天气变异,而是因为冰原移动到温暖的低纬度地带所致。
在亚特兰蒂斯岛文明时,曾有好几百万居民,并孕育出地球历史文明迄今为止的最高峰,可是它怎么会突然之间沉没于海,并且消失得无影无踪呢?看来,我们把关注的重心落在南极洲也许正是解开这样一个谜底的关键。
苦苦寻求而不得的谜底也许正好隐藏在南极洲冰原最下方的深处。
根据地震波的测定,南极冰层下隐藏着无数的南极高山,好几幅古代地图都证实,南极大陆流出的河流正是从当今已消失在冰原之下的山脉中发源而出的。这些河流我们已经从南极的罗斯海底,采集到足够的地层资料加以证明过。
地壳移动学说和安定的气候持续10000年以上的必要条件并不矛盾,在地壳变动之前,也就是在上一个半球冰河期末期时,南极大陆的气候应该安定地持续了10000年以上。而且如果当时南极大陆的纬度,如理论推测的比现在位置还要往北去2000英里的话,那么南极大陆的最北部应该在南极30度附近,而居住其上的人应该终年沐浴在地中海或亚热带气候中才是。
地壳真的移动过吗?那失落文明的废墟真的在南极大陆的冰块之下长眠吗?人们百思不得其解。
15.沙漠是怎样形成的
据统计,地球上沙漠面积1535万平方千米,占陆地的10.3%,我国沙漠面积116万平方千米,占国土的12.1%。而且这个数字还在不断增大。
那么,面积如此之大的沙漠究竟是怎样形成的呢?
传统的观念认为,沙漠是地球上干旱气候的产物。北非的撒哈拉大沙漠、澳大利亚的维多利亚大沙漠、南亚的塔尔沙漠、阿拍伯半岛的鲁卡哈里沙漠都集中在赤道南北纬15度~35度间。这是因为地球自转使得这些地带长期笼罩在大气环流的下沉气流之中,气流下沉破坏了成雨的过程,形成了干旱的气候,造成了茫茫的大沙漠。
然而,这一理论并不能解释所有沙漠的成因,比如塔尔沙漠,它的上空湿润多水,而且当西南季风来临时,那里空气中的水气含量几乎可与热带雨林相比,但它的地上却是沙土遍野。美国的科研人员认为,尘埃是形成沙漠的主要原因。可大量的尘埃又缘于何处呢?有的学者指出,塔尔沙漠的尘埃最初是由人类造成的,后来沙漠又加剧了它的密度。于是有人提出,人类才是破坏生态环境、制造沙漠的真正凶手。
1957年,考古学家在撒哈沙漠找到了8000年前的岩画,后来又发现了阔叶林树种和化石,证明撒哈拉沙漠的大部分地区在远古时代曾是一片植物茂盛的肥沃土地。后来,由于人类破坏了原有生态,才形成了沙漠,干旱只是提供了形成沙漠的适宜条件。
有人认为,撒哈拉沙漠的形成最初是很缓慢的,直至公元前5000年,不知从什么地方飞来铺天盖地的黄沙,才使这里变成茫茫沙漠。
也有人认为,人类不适当地开发自然,固然会使草原森林退化成沙漠,但是沙漠本身成为一种生态类型,早在人类出现以前就存在了。
到底是谁制造了沙漠?是人类还是气候?还是人类和干旱气候共同制造了沙漠?还需要研究者们去继续探求。
16.龙卷风之谜
1940年在高尔科夫州,发生了一桩令人惊奇的事。一个炎热的夏天,在巴甫洛夫区麦歇尔村的上空雷雨大作,一些银币随着雨滴撒落在地上!村民发现这竟是几千枚伊凡五世时代铸造的模压花纹的硬币。1933年,在离卡瓦列洛沃镇不远的地方,暴雨带来了大量的海蛰。在许多国家还经常发生这样的事:晴朗的日子里,天上突然撒下许多麦粒,掉下橙子和蜘蛛;有时又会随雨滴落下青蛙和鱼……这些骤然看来不可思议的现象,其实都是龙卷风的恶作剧!
龙卷风发生在水面,则称为“水龙卷”;如发生在陆地上,则称为“陆龙卷”。龙卷风外貌奇特,它上部是一块乌黑或浓灰的积雨云,下部是下垂着的形如大象鼻子似的漏斗状云柱,水龙卷直径25~100米。陆龙卷的直径不超过100~1000米。其风速一般每秒达50~100米。有时可达每秒300米,超过声速。龙卷风像巨大的吸尘器一样,经过水库、河流,常卷起冲天水柱,连水库、河流的底部有时都暴露出来。同时,龙卷风又是短命的,往往只有几分钟或几十分钟,最多几小时。一般移动几十米到10千米左右,便“寿终正寝”了。
龙卷风的形成一般都与局部地区受热引起上下强对流有关,但强对流未必产生“真空抽水泵”效应似的龙卷风。前苏联学者维克托·库申提出了龙卷风的内引力——热过程的成因新理论:当大气变成像“有层的烤饼”时,里面很快形成暴雨云——大量的已变暖的湿润的空气朝上急速移动,与此同时,附近区域的气流迅速下降,形成了巨大的漩涡。在漩涡里,湿润的气流沿着螺旋线向上飞速移动,内部形成一个稀薄的空间,空气在里面迅速变冷,水蒸汽冷凝,这就是为什么人们观察到龙卷风像雾气沉沉的云柱的原因。但问题是在某些地区的冬季或夜间,没有强对流或暴雨时,龙卷风却也频频发生,这就不能不让人深感事情的复杂了。
而且龙卷风还有一些“古怪行为”使人难以捉摸:它席卷城镇,捣毁房屋,把碗橱从一个地方搬到另一个地方,却没有打碎碗橱里的一个碗;被它吓呆的人们常常被它抬向高空,然后,又被它平平安安地送回地上,大气漩风在它经过的路线上,总是准确地把房屋的房顶刮到两三百公尺以外,然后抛在地上,然而房内的一切却保存得完整无损。有时它只拔去一只鸡一侧的毛,而另一侧却完好无损,它将百年古松吹倒并捻成纽带状,而近旁的小杨树连一根枝条都未受到折损。
龙卷风之谜至今仍有待人们不懈地去探索。
17.青蛙为何能活200多万年
1946年7月,在美洲墨西哥的石油矿床里,发现了一只冬眠的青蛙。这只被埋在2米深矿层内的青蛙,被挖掘出来时还活着,它皮肤柔软,而且有光泽,它还活着。2天之后,才死去。地质学家通过对这个矿床的科学测定,认为这个矿床是200多万年前形成的,而这只青蛙显然不可能在矿床形成以后进入矿层。从而证实,这只青蛙在矿层内已生存了200多万年。
其实,在这之前,也发生了一件类似的事。
1782年,在法国巴黎近郊地下4.5米深处的石灰岩层里,开采了一块巨大的石头,把这块石头劈开,竟然发现石头内藏有4只活着的蟾蜍。这4只蟾蜍并排在一起,各有各的窝。蟾蜍从石头内被劈出来后,还都活着,并且能活动,科学家们对石灰岩层进行了鉴定,证实它是在100多万年前形成的。这意味着这4只蟾蜍在岩石内已生存了100多万年了。
青蛙、蟾蜍能在岩石内生存100多万年,乃至200多万年,这真是令人迷惑不解的奇迹。为什么它们具有如此强大的生命力呢?
许多科学家对这一自然现象进行了不懈的探索和研究。
生物学家们经实验发现:当气温上升10℃时,青蛙和蟾蜍的新陈代谢会加快2~3倍;而气温下降10℃时,代谢作用则减慢到1/3。因此,不少科学家认为,埋藏在矿层、岩石内的青蛙和蟾蜍,不受到气候变化的影响,几乎处于“恒温”的状态。这实际上就等于把它们的生命贮藏起来,几乎不进行新陈代谢,也不消耗能量,所以能长期不吃东西生存下来。
美国的一位科学家还做了这样一个实验:将几只即将进入冬眠的蛙进行降温处理,降至-6℃,并保持1个星期,之后再慢慢地升温解冻,结果发现蛙居然还活着,他取出蛙的肌肉,对肌肉内的化学成分进行分析,发现有甘油存在。因此他认为青蛙、蟾蜍之所以能活那么久,与它们冬眠时体内形成的甘油有关。
对青蛙和蟾蜍为什么有如此强大的生命力这一问题,有些科学家还提出了各种各样的看法,但都没有足够的说服力让人信服。
18.候鸟迁徙之谜
我们常常可以看到有一种鸟,春天从南方飞来,秋天又从北方飞走,年复一年,从不改变这种生活习性。这种鸟就叫做候鸟。这类随着季节不断变换生活地点的候鸟,大概占整个鸟类的1/3。候鸟独特的生活习性,引起了科学家们的注意。科学家们对其进行了深入的研究,但还是有许多谜团至今仍困绕着人类。
候鸟最让人感兴趣的是它们那种极强的识途定向能力。候鸟迁徙的路线一般都比较远,可它们不但可以准确地返回故乡,还能毫无差错地找到旧巢。这是怎么回事呢?有人认为,它们是靠着对所行路线地形地物(如海岸、江河等)的观察、熟悉和记忆,来确定回飞路线的。这种说法可以解释短距离飞行,却无法解释其远距离的复杂飞行。有人发现在鸽子眼睛的上方有一块磁性物质,经研究鸽子是靠它与地球磁场产生联系来辨别方向的,有人据此提出了磁场定向说。但并不是所有候鸟都有这种磁性物质,这不能解释全部候鸟识途定向问题。又有人认为鸟的血液中的主要成分是铁,在地球磁场的作用下,它根据血液的流动来判断自己航向的正误。可这也只能是一种推测,并没有得到科学实验的证实。有人分析,候鸟白天飞行大概是靠着太阳来辨别方向,晚上飞行是靠着星辰来辨别方向。有人曾做过这样的实验,他们把正在飞行的候鸟装在笼子里,用镜子把太阳光反射入笼,并不断变换反射方向,鸟便随着光线的变动飞行。这说明它是靠着太阳来辨别方向的。但阴天怎么办呢?还有人曾用百候鸟做过实验。他们把鸟放在天文馆里,播放夜间的天象。当天顶出现北欧秋天的星座时,鸟就把头转向东南;当出现巴尔干天空的星座时,鸟便将头转向南方;当出现北非夜空时,鸟便朝正南飞。看来,候鸟靠星辰识途定向是一种比较有说服力的观点。当然,这还不是最后的结论。
还有一个困惑人们的问题就是候鸟迁徙中的“能源”问题。候鸟在迁徙过程中,一般要飞行几千千米甚至上万千米,中途几乎都不休息。它们是怎样来完成这样艰苦旅行的呢?有人认为候鸟是把脂肪作为能源来利用。它们在准备长途迁徙之前,就大量进食,以便贮藏大量脂肪,供飞行之用。但鸟一般体积都比较小,它怎么可能贮存那么多的脂肪来供自己长途飞行呢?有人曾对鹬做过观察,发现它从加拿大的拉布拉多半岛飞往南美洲,行程大约3850千米,其体重只减轻了56克。如果能把候鸟在飞行中节约能源的秘密揭开,那对人类的贡献将是不可估量的。
19.猛犸为什么会灭绝
大约在20万年前,地球就出现了猛犸,它曾经遍布北半球的北部地区,分布如此广阔的猛犸为什么灭绝了呢?真让人不可思议。
在前苏联西伯利亚北部的冻土层中,科学家们曾发现20多具皮肉尚未腐烂的猛犸尸体。这些尸体在大自然的“冰库”里保存得相当完好:尸体肌肉的血管中充满血液,胃里还有青草、树枝等未消化的食物。经科学家考查证实,这些尸体已冰冻了1万多年。几十年前,国际地质学会在前苏联召开期间,许多国家的科学家还尝到了这已冻了1万多年的猛犸肉。据说味道虽不十分可口,却别有风味。
猛犸有着高而圆的头顶,上面长着一条长鼻子;有两颗向上弯曲的牙;背上有个高耸的肩峰;臀部向下塌,尾巴上还长着一丛毛;身长超过6米,体高超过4米。总之,外形与大象比较相似,因为它们与大象是一个家族的。
据科学家证实,大约在距今20万年前,最早的猛犸就出现在地球上。它的足迹遍布北半球的北部地区,我国北部也有发现。特别是北冰洋的新西伯利亚群岛,更是猛犸的世界,人们在那儿发现许多猛犸牙。在西班牙的洞穴岩壁上,3万年前的古人就用红赭石画出猛犸轮廓图;在法国的洞穴岩壁上,也有1万年前的人雕刻的猛犸作品,直至距今约1万年前,猛犸才随着冰川的消退而消失。在严寒的西伯利亚地区,人们发现猛犸化石遗骸非常多,大约有2.5万余具。
猛犸为什么突然从地球上消失了呢?
有的科学家认为猛犸死于严寒。可能由于当时地壳上的两大板块发生猛烈的冲撞,导致火山爆发,一股高温热气直冲大气上层。这时,地球上立即出现前所未有的低温,然后在激变中沿地球两极盘旋而下,终于降落到较温暖的一层空气上。当它穿过暖气层的时候,就转变为极猛烈的狂风,向地面高速刮来。使地面气温骤降,以致猛犸被冻死。
也有些科学家认为,北美古印第安人对猛犸的大肆捕杀才是它们灭绝的直接原因。他们在猛犸骨骼上发现有刀痕,用电子扫描显微镜分析证明,这刀痕是石制或骨制刀具砍杀所致,而不是猛犸间互相争斗的结果,更不是挖掘过程中造成的外损。他们说,古印第安人捕杀猛犸,除食其肉,用其皮外,还用其骨,因为猛犸的骨骼有类似玻璃的光泽,也许能把它作镜子用。
还有些科学家作这样的解释:那时候,大量彗星尘埃进入地球大气上层空间,极大数量的太阳辐射能被尘埃折射回宇宙空间,导致了地球上最近一次冰期。海洋把热量传给陆地,引起真正的“冰雨”。这不过才几年的时间,却给猛犸带来了覆灭的灾难。
科学家们对猛犸的绝灭众说纷纭,到底谁是谁非,至今还是一个谜。
20.热带雨林中的绿毛怪物是什么动物
1897年,美国人汉斯和巴斯克斯来到西班牙,直奔陶兹伦多大森林。
这天,他们来到雷阿塞地区的一条山涧溪水旁,看见绿树红花,潺潺流水,不觉心旷神怡。走在前面的巴斯克斯望见不远处有一块绿茵茵的青草地,开心极了。于是他一个箭步跨上前去,同时回头招呼走在身后的汉斯:“快点过来,这里有一块草地,很柔软。就像貂皮一样,还长着长毛哩!”
走在后面精疲力尽的汉斯不信,抬眼望去,看见巴斯克斯已经直挺挺地躺在草地上,不禁打起精神,径直朝那块大约三四平方米的大绿毡子走去。汉斯正走着,突然,眼前那块绿茵茵的毡子猛地一下就被什么力量卷了起来,变成了一只从未见过的毛毡样动物。巴斯克斯被紧紧地裹在了中间,只露出脑袋来,身陷险境的巴斯克斯脸憋得通红,张着嘴猛地大喊救命。
汉斯见情况不妙,赶紧猛扑过去,谁知那绿色怪物裹挟着巴斯克斯,迅速跃入水中。站在岸上的汉斯心急如焚,又不敢跳下水去。因怕水里有更多的怪物出现,心有余悸的汉斯再也不敢停留,背起行囊失魂落魄而逃。回国后,他恐慌不安地向新闻界人士讲述了这次惨痛的冒险经历。
1937年,雷阿塞地区的一个猎人出门打猎,当他来到巴曼河上游时,看见水中漂着一节断木,约有5米长,粗细像水桶一般,奇怪的是,这根树木的周围有许多藻类样的绿色毛状物,它们在水里飘浮着,显得非常柔软。
好奇的猎人便捡来一根长杆,用长杆去挑水中的绿色物体。只见那绿色的树木顿时翻动起一阵阵水花,沉入水底,再也没有出现。回国后,猎人把自己打猎途中的所见讲给家人及邻居听,一时成为街谈巷议的趣闻。久而久之,人们渐渐淡忘了此事。
时间一晃就是半个世纪。到了1989年,雷阿塞地区发生了一起警察捉拿犯人的追杀事件。就在紧急的追捕中,曾经一度被人们遗忘的绿色怪物再次出现在人们面前。
当时,西班牙籍的国际贩毒头目哈沙勒在纽约被美国警方盯上。有名的国际反毒组织铁手警官约翰·科恩及其助手佩克负责监视并抓捕毒犯,进而捣毁他背后庞大的制毒集团。
1989年4月,哈沙勒离开美国,回到西班牙。科恩和佩克尾随而至,然而尽管他们用尽心思再三乔装打扮,还是被狡猾的哈沙勒觉察了。4月25日,哈沙勒伙同毒贩与科恩及助手还有西班牙警队发生了一场激烈的枪战。第二天,哈沙勒仓惶逃往陶兹伦多大森林,科恩等人也尾随而至。
在上司顺藤摸瓜摧毁贩毒制毒窝点的办案原则下,科恩们不敢打死哈沙勒,然而,案情已进入迫在眉睫之境地,哈沙勒已经进入茫无边际的大森林,如果再任他跑远,就会像泥牛入海一样无法追踪。
科恩等人考虑再三,最终决定先擒住犯人,再让他说出制毒窝点,方案既定,科恩、佩克及其他警员迅速向哈沙勒靠拢。
当哈沙勒逃到巴曼河时,被紧追而来的科恩等人团团围住,谁知即将落网的哈沙勒却异常镇静,待科恩正要上前铐他时,突然,“嗖嗖”几声,一串子弹以迅雷不及掩耳之势从河对岸的森林里射来,机警的科恩就势拉住哈沙勒往地上一滚,牢牢地铐住了他。
科恩抬起头,只见巴曼河上平静如初,除他们以外并没有任何人的踪迹。然而正在此时,随着一阵凄厉的救命声,一个血肉模糊的人踉踉跄跄地从河岸边的森林里奔出来,不久便栽到河里去了。科恩见此情景,顿时惊惧起来:“是森林怪物在抓人啦。”
科恩和佩克押着哈沙勒小心翼翼地走进森林,他们断定那人一定与制毒基地有关。进入丛林后,他们看见的只有一滩滩殷红的血迹和几支枪械。科恩环顾四周,阴森森的大森林弥漫着一种恐怖气氛,令人不寒而栗,便和佩克押着哈沙勒准备往回走。幽静的大森林里只有科恩等人的脚步声在回响。
忽然,“哗”的一声,一个草状物体从树上落下来,正好罩在科恩的上方,眼疾手快的科恩急忙闪身,但已经来不及了,他的双脚被柔软的绿草包住,并火速向他的上身扩展,科恩大叫佩克朝他开枪射击,佩克只好对准绿草向科恩的脚部射击,随着几声枪响,蓬草慢慢卷曲起来,终于掉在地上,变成一个毛绒绒的绿球,飞快地从草地上滚走了。佩克仍不肯罢休,对着逃之夭夭的绿草又连射几枪,受伤后的蓬草仍然拼命地逃窜。
这时,哈沙勒趁科恩他们对付蓬草的机会,使劲撞倒科恩撒腿就跑,佩克见状紧追不舍,一阵狂奔之后,哈沙勒终于逃出郁郁葱葱的大森林,来到一片空旷的原野。随后赶来的佩克举枪向毫无遮掩的哈沙勒射击。子弹击中了哈沙勒的腿部。剧烈的疼痛使哈沙勒跪倒在地,只能束手待毙了。然而就在佩克刚跑出几步,准备生擒逃犯时,哈沙勒却在转瞬间消失了,佩克急中生智,赶紧向前方跑去。猛然间看见一个绿色的毛状大包裹飞快地朝森林滚去。同时,听见哈沙勒闷声闷气的声音在里面惨叫:“快救我。”
佩克恍然大悟,是怪物裹挟了哈沙勒,他随即对准绿色大包裹开了两枪,然而那包裹滚动得飞快,转眼就看不见踪影了。
佩克找到科恩,为他脱掉裤子查看受伤的腿部,赫然看到科恩的两条腿全成了炭黑色。在黑黝黝的皮肤上,一个个小红斑点像被针扎过一样。佩克将科恩背出一望无际的大森林,途中恰与那位老猎人不期而遇。老猎人告诉他们:科恩是被绿毛怪咬了,绿毛怪有许多张嘴。它会缠住人死死不放,直到把人憋死为止,科恩只是受了轻伤,过几天就会康复的。
除此之外,一支西班牙生物考察队也曾在巴曼河的源头看见一头绿毛怪,它长有一个扁平的脑袋和一对窄长的眼睛,在水里飘浮着,一旦发现了人,在力不付敌时便会立即卷曲成一团,迅速沉入水中逃匿。这支考察队认为:绿毛怪是一种两栖动物,并不是食人动物。另有一些专家认为,绿毛怪可能是动植两类物种,就像冬虫夏草一样。更有人认为它是某种动物身上附有的一种绿色植物保护色。
关于绿毛怪的说法,众说纷纭,但在没捉到实物之前,这些都仅仅是一些推测。迄今为止,人们尚未捕获到这种浑身毛茸茸的绿色动物,因而也无法揭开绿色怪物之谜。
21.冬虫夏草之谜
大千世界无奇不有,竟然有冬虫夏草这种植物,真是让人难以捉摸。
冬虫夏草,也叫“早草”,属于囊菌纲,麦角菌科植物,多产于我国四川、云南、甘肃、青海、西藏等地,在中医药中是味珍贵的药材。冬虫夏草,正像它的古怪名字一样,形状很奇特:说它是动物,它的根又深扎在泥土里,头上还长着一根草;说它像植物,它的根部又是一条虫子,长有头和嘴,还有8对整齐的足。冬虫夏草这种怪模怪样的东西是如何形成的呢?到底是植物还是动物呢?为什么会生成这般怪模样呢?
原来,有一种叫做“蝙蝠蛾”的昆虫,在春天来临之际,它便将虫卵产在土壤里,然后静静地死去。这虫卵在土壤里经过1个月的孵化,一条白胖白胖的幼虫便破土而出。有一种真菌即草虫已在此静候多时,一遇到这白胖鲜美的幼虫,便一股脑儿往幼虫体内钻,然后在里边吮吸幼虫体内的营养,过着无忧无虑的寄生生活。冬天幼虫射在泥土中,由于体内的寄生菌大量繁殖,这虫子等不到爬出地面便死去了。等到气候温暖了,这种真菌便破土而出,在幼虫壳体的头部长出一根长约10厘米,顶端呈椭球体的棒。因此,它才长出既像虫,又像草的这种怪模样。人们根据这副怪样子给它起了个“冬虫夏草”的怪名字。
冬虫夏草,长得虽然古怪,但它在医药界中用途很大。对补肺益肾,治疗虚劳咳嗽、痰中带血、气喘、腰痛等病,非常有效。
真菌是如何钻入幼虫的体内,又是怎么在幼虫体内寄生那么长时间后,最终从虫嘴长出一棵树的呢?迄今为止还是一个谜。
22.植物叶面色斑之谜
姹紫嫣红的花,金光灿灿的果,一直是人们观赏的佳品,但现在,绚丽多姿的观叶植物开始崭露头角。它们有的以叶形特异称奇,有的以姿容秀雅见长,有的则以色彩斑谰著称,其中最吸引人们的是那些似花非花的斑叶植物。
斑叶植物,可谓千姿百态,无奇不有。如白玉万年青,它打破了以往人们常见的万年青的格调,在叶片中央出现白玉般的色泽,显得优雅脱俗。蔓生的黄金葛,还有那常春藤,其叶中有黄,根间白,犹如一串翡翠,悬空而下,令人目不暇接。彩色球兰则在它的一片叶上,混有粉红、乳白和淡紫等色素,犹如大理石的彩纹,令观赏者叹为观止。那金边巴西铁、银边巴西铁、金心巴西铁,都生长着一簇簇阔长如带、反卷下垂的叶子,看上去犹如一朵硕大的花,绿叶中央还镶嵌有一条条金色的飘带,十分雅丽动人。还有橡胶榕、勒杜鹃、彩叶竿,以及肉质的仙人球等,都先后出现了许多色彩鲜艳夺目的斑叶“新伙伴”,观叶植物大家族变得更加色彩斑斓!
当你看到悬在窗前的金边常春藤那白绿相间的叶片在微风中摇曳,桌案上的花叶芋那碧绿的叶上泛起点点红斑时,你可能会想到,这些植物的叶上怎么会出现这等迷人的彩色斑点呢?这在植物生态学上称为“叶斑”,它的种类可多了。有一种生长在热带的有名的观叶植物“变叶木”,它那多形的叶上显现出的叶斑有黄斑、橙斑、粉红斑和褐色斑,缀于绿叶之中,有条状的,也有斑点状的,植物学家把这种斑点叫做“星斑”;有的观叶植物的绿叶上有殷红的线条勾勒出叶脉清晰的轮廓的叫“网斑”;有的观叶植物的叶面上有黄色金丝带状的斑纹的叫“缟斑”。
植物的叶子本为绿色或红色,那为什么有的植物叶面会长出这般奇异的色斑呢?经科学家们的研究发现,这是由于叶片细胞中的色素起了魔术师般的作用的缘故。植物生长时,在叶子中的叶绿素生成机制受阻或细胞产生基因突变后,叶子的某一部位若让花青素、叶黄素、胡萝卜素得以登台,便会在叶面上呈现出色彩斑斓的奇观。这一有趣的植物生理变化,还能通过物理、化学等方法实现,如用X光照射可使植物叶内发生突变,诱使叶片产生叶斑。
在我国丰富多彩的植物资源中,蕴藏着不少叶斑植物珍品,可供开发。这一美好的愿望正在等待着你们——青少年朋友,等待着你们把我们的生活装点得更加绚丽多彩。
23.树木过冬之谜
大自然里有许多现象是十分引人深思的。例如,同样从地上长出来的植物,为什么有的怕冻,有的不怕冻?更奇怪的是像松柏、冬青一类树木,即使在滴水成冰的冬天里,却依然苍翠夺目,经受得住严寒的考验。
其实,不仅各式各样的植物抗冻力不同,就是同一株植物,冬天和夏天的抗冻力也不一样。北方的梨树,在-20℃~-30℃能平安越冬,可是在春天却抵挡不住微寒的袭击。松树的针叶,冬天能耐-30℃严寒,在夏天如果人为地降温到-8℃就会被冻死。
究竟是什么原因使冬天的树木特别变得抗冻呢?这确实是个有趣的问题。
最早国外一些学者说,这可能与温血动物一样,树木本身也会产生热量,它由导热系数低的树皮组织加以保护的缘故。以后,另一些科学家说,主要是冬天树木组织含水量少,所以在冰点以下也不易引起细胞结冰而死亡。但是,这些解释都难以令人满意。因为现在人们已清楚地知道,树木本身是不会产生热量的,而在冰点以下的树木组织也并非不能冻结。在北方,柳树的枝条、松树的针叶,冬天不是冻得像玻璃那样发脆吗?然而,它们都依然活着。
那么,秘密究竟何在呢?
原来,树木的这个本领,它们很早就已经锻炼出来了。它们为了适应周围环境的变化,每年都用“沉睡”的妙法来对付冬季的严寒。
我们知道,树木生长要消耗养分,春夏树木生长快,养分消耗多于积累,因此抗冻力也弱。但是,到了秋天,情形就不同了,这时候白昼温度高,日照强,叶子的光合作用旺盛;而夜间气温低,树木生长缓慢,养分消耗少,积累多,于是树木越长越“胖”,嫩枝变成了木质……树木逐渐地也就有了抵御寒冷的能力。
然而,别看冬天的树木表面上呈现静止的状态,其实它的内部变化却很大。秋天积贮下来的淀粉,这时候转变为糖,有的甚至转变为脂肪,这些都是防寒物质,能保护细胞不易被冻死。如果将组织制成切片,放在显微镜下观察,还可以发现一个有趣的现象哩!平时一个个彼此相连的细胞,这时细胞的连接丝都断了,而且细胞壁和原生质也离开了,好像各管各一样。这个肉眼看不见的微小变化,对植物的抗冻力方面竟然起着巨大的作用哩!当组织结冰时,它就能避免细胞中最重要的部分——原生质不受细胞间结冰而遭致损伤的危险。
可见,树木的“沉睡”和越冬是密切相关的。冬天,树木“睡”得愈深,就愈忍得住低温,愈富于抗冻力;反之,像终年生长而不休眠的柠檬树,抗冻力就弱,即使像上海那样的气候,它也不能露天过冬。
24.神秘的怪雨现象
目前,很多科学家,其中美国《气象杂志》主编戴菲德·拉迪罗姆先生也正在努力收集世界各地的怪雨现象。下面就是他收集到的一些怪雨事例:
1819年美国纽约州明斯特里特城内一条鱼突然从空中落下,鱼长达30厘米。
1879年美国萨克拉门托城的奥迪菲罗基地曾发生过几次鱼雨。
1841年美国波士顿城曾发生过几次鱼雨和乌贼雨,其中一些乌贼长达25厘米。
1894年在美国密西西比州的布菲纳城内,一只称为“古菲尔”的龟突然从天空落下,龟被一团雪包着。
1933年美国伍斯特城和马萨诸塞城分别落下大量冰冻的鸭子。
每当发生怪事之时,很多人都极力找出一些原因,以说服众人,这是毫不奇怪的。但是,科学家们却与众不同,因为他们不能空口无凭地解释“科学怪事”。因此,对于1954年7月12日英国伯明翰城内萨吐纳·库尔达菲尔德地区发生的青蛙雨,任何一位科学家都未予以评论或解释,因为他们根本不知道这是怎么回事。事情是这样的:
这天,希尔法妞·毛迪夫人带着小儿子和小女儿,参加英国皇家海军在一个公园内举办的运动会。她讲述了事情发生的经过:
我们兴致勃勃地看完运动会后,便出了公园,走向公园旁边的小市场,以便给两个孩子买些糖果和玩具。我们正在街上走着,突然,一阵狂风刮来,暴雨从天而降。我赶忙拉着两个孩子,向路边的树下跑去,准备避雨。这时,仅有4岁的小女儿撑开了她的小雨伞,我赶忙接过雨伞,举起护住我们三人的头。此刻,我们听到一些东西噼噼啪啪地落在小雨伞上的声音,我定神向上望去,不觉大吃一惊,只见天空中噼噼啪啪地落下了无数只青蛙,落在地上的几百只青蛙在我们周围跳来跳去,小雨伞和我们身上爬满了青蛙。此时,我又抬起头,向天空望去,只见天空中的青蛙犹似雪花一样,铺天盖地地落了下来。我发现40平方米的地上爬满了青蛙,这些青蛙都很小,每个长约l厘米至半厘米之间,颜色都是黄绿色,带有小块黄斑,我和两个孩子当时吓坏了,生怕踩着它们……但是,对青蛙雨最著名的记述并不是这次,而是著名女新闻作家菲罗妮卡·布伯维尔斯根据她的亲身经历撰写的专稿。该稿发表在伦敦《星期日快报》上。她在文章中说:
我家坐落在白金汉郡的一座小山上,我记得很清楚,这天下午,我同丈夫换好衣服,正准备出门参加一个晚会,突然狂风大作,将门窗全部吹开。我们正忙着关闭门窗,只见狂风中,一些青蛙从天而降。刹时,房前屋后到处都是青蛙,估计约有几百乃至几千只。青蛙都很小,一蹦一跳地蹦进屋来,很快,屋内外成了青蛙的世界。我和丈夫赶忙在屋里到处抓青蛙,抓住后便向门外扔。但是,扔出去之后,它们又蹦回屋里来了。我们忙碌着……当然,我们到达晚会会场时已经很晚了。但幸运的是,当时我发现我的裤子鼓鼓的,伸手一摸,抓出两只小青蛙来。当时,在场的人都不相信我的叙述,但当我把两只小青蛙掏出来作为证据时,他们一个个全都目瞪口呆,讲不出话来。
在怪雨现象中,海洋鱼类和其他海生动物雨为数很多,在英国、美国、欧洲、印度和澳大利亚屡见不鲜,以至澳大利亚报刊都感到乏味,不愿再登载这类消息。于是,澳大利亚自然历史学家杰拉伯尔特·维埃特利便将至少50个海生动物雨情况汇集于一文,才于1972年3月在澳大利亚《自然历史》杂志上发表。该文中除记述了1879年在维多利亚城附近的卡里希地区下的小鱼雨外,还列述了其他虾雨和淡水鱼雨等。
不仅西方世界,而且东方世界也发生了许多怪雨现象。1975年英国电台记者罗纳·萨班斯尔讲述了一段亲身经历。
第二次世界大战期间,我在驻缅甸的英军中服役。部队来到缅甸与巴基斯坦边境的库米拉城附近。这里的淡水十分缺乏,部队每天只能喝上几口水,更谈不上洗澡。我是很爱洗澡的,因此时常盼着下雨。每次大雨来临,我总是拿着肥皂和毛巾,赤条条地站在大雨里,洗个痛快的淋浴澡。这天,大雨又将来临,我赶忙脱去衣服,站在空场上,往身上涂肥皂。还末涂完肥皂,突然感到有什么东西落在我的身上,我睁开眼睛一看,只见几万条小鱼从天上落下来,我立即被埋在鱼堆之中。我挣扎着,抓起一条鱼一看,原来是沙丁鱼。挣扎了半天,我才爬出沙丁鱼堆,跑回房内。
在有关海生动物雨的记述中,还包括有许多其他的海生动物从天而降的事例,譬如,英国农村曾下过一场海螃蟹雨和海蜗牛雨,1881年伍斯特城在一次雷阵雨中也下了一场螃蟹雨和蜗牛雨。
世界各地怪雨现象为数很多,颇难一一列述。对于怪雨,科学家们一直在研究,于是各种解释纷纷出现。迄今为止,世界各国普遍的解释是:怪雨现象是旋风造成的,即一股旋风将河流、湖泊和大海中的水席卷而起,带到空中,旋风内有许多水生动物,旋风在空中旋转。不久,由于地球引力的作用,海水或湖水连同水中的动物一齐落到某地,因而形成了怪雨。这种解释听起来虽颇有道理,但是它却不能从根本上解释怪雨现象。因为,倘若这样解释,那么,就意味着旋风同样也具有一些难以想象的能力,即在空中将水中的动物选择,随后分门别类加以区别,然后再分类扔到地面上去。瓦拉亚姆·库里斯在书中谈到怪雨现象和旋风解释时提出了一些可供参考的看法。
首先,我们必须承认,不论运送这些动物的工具是否是旋风,这种工具一定能够每次全选择好一种动物,或是一种鱼,或是青蛙,或为任何一种其他动物。
其二,这种工具在运送过程中还要进行更仔细的分类,即将大小一样的鱼或青蛙集中在一起。
其三,我们发现,这些动物从天上落下来的时候,并未夹带着任何其他东西,如沙子、树叶等。这表明,它们曾经过了一次挑选。
其四,尽管有些动物是海生动物,即来自咸水中,但是,迄今为止,我们尚未听到任何一位目击者说过,怪雨中的雨水有咸味。
综上所述,看来,运送怪雨中的动物的工具或机器每次都具有特殊的异常准确的选择能力。除旋风解释之外,我们还听到一些人将怪雨现象解释为台风或飓风,即一种海洋上经常发生的热带空气漩涡,将大片海水席卷而起,在海面或距海面很近的鱼类和其他生物也被随之卷起。这实际上也是一种旋风,只不过风力很大而已……这种解释同样也十分缺乏逻辑和推理性。因为除上面讲过的选择能力外,怪雨现象中还有一些生活在深海中的鱼类,并有一些死鱼或鱼干,这些事实都是台风或飓风论者无法解释的。显然,怪雨现象实在令人难以破解。
25.雪块的来源之谜
自古至今,雪块或雪球现象一直使科学家们感到迷惑不解。科学家们对此现象众说纷纭,莫衷一是。有些科学家甚至怀疑有关雪块细节的报告或记述。但与此同时,另一些科学家则认为,这些雪块是从地球大气层之外的空间落下来的,它同慧星和陨石有着某种联系。科学家们回顾了有关雪块方面的记载,认为,在世界上第一架飞机诞生之前,雪块现象虽为数不少,且大部分十分奇特,但记述却十分含糊。而最详细最准确的记载则是1973年4月2日,在英国曼彻斯特郊区一条宁静的林荫大道上发生过这种情况。
这天傍晚,正在曼彻斯特大学进行高等研究工作的理查德·杰里菲斯教授到贝尔东大街准备买些日用品。大街上静悄悄的,理查德先生正走着,突然看见街道上空出现一道明亮的闪电。很快便消失了。应当指出的是,理查德教授此时还担任一家科研机构的气象观测员。因此,他经常记述一些天文现象。当时,他立即看了一下手表,时间为傍晚7时45分。他仔细回忆了一下闪电时的情况,觉得很奇怪,为什么这道闪电事先无任何预兆,事后也无任何雷声反应。他想了一会儿,琢磨不出其中的奥秘,于是,只好来到旁边一个小商店内,买了些需要的东西,随后向回家的方向走去。此时,正值8时零3分。刚离开小商店不远,他突然听见一件东西落地的巨大响声,立即发现在前面街道上落下一块东西。
他走上前定神一看,原来是一块雪块,估计有两千克重。理查德教授是科学研究人员,又兼气象观测员,很清楚此时应做些什么。于是,他赶忙上前,将雪块从地上拾起,用自己的外套将它包住。便飞快地跑回家中,把雪块放在厨房内的冰箱里。次日清晨,他取出雪块,用布包好,放入密封的高压锅内,随后搬到汽车上,径直来到他在曼彻斯特大学科学技术学院内的实验室,开始分析和化验这块雪块,希望能在雪块来源方面得到突破。
在确定一些冰冻物的历史时期中,科学家拥有多种众所周知的测试方法,其中一种便是将冰或雪切成很薄很薄的冰片,然后用普通反射光和聚光板进行观察,以揭示冰片内的水晶结构。采用上述方法,理查德教授发现,这块雪块由51层雪组成,每层雪之间都有一层薄薄的空气气泡。这表明,这个雪块的结构不是冰块结构,其水晶体又比冰块中的水晶体小,其内部各层又不如冰块中的各层那样有规则。
此外,理查德教授还做了另一种试验,试验表明这块雪块是由云雾水形成的。但是,云中的水为什么和怎样形成雪块的呢?理查德教授考虑许久,最后估计,这块雪块之所以成为这种形状和成为雪块,可能是当时置放于一个密封的容器内,即在容器内形成的。为了证实这个推断和获得一块类似的雪块,理查德教授取来一个气球,把它灌满水,然后将气球吊在冰箱的冰室内……但是,这次试验得到的雪块却与天上落下的雪块根本不同。
于是,理查德教授又重新考虑,雪块是否是从正在天空中飞行的一架飞机上落下来的?他说:“我询问了机场管理人员,他们告诉我,在雪块落下的空域中,曾有两架飞机穿过。但是,在雪块落下来的时候。其中一架飞机已在机场上着落,另一架飞机则是在雪块落地后好久才通过此空域的。此后,我又问专业人员,其中一架飞机是否在飞行中遇到了雪块,他们回答说,这是不可能的。”
此时,理查德教授确实无能为力了,他在书中写道:“我们唯一可以告诉人们的是,这种雪块现象既不是这样,也不是那样,更不是……所有的可能均被排除。倘若您询问这种现象发生的真正原因,那么,我们只好说,现在我们对它只能是一无所知。”
那么,人们不禁要问,落在理查德教授眼前的雪块同他在此之前9分钟看到的闪电之间是否有一种联系呢?对此问题,英国自然科学家艾里克·卡罗认为它们之间不仅有联系,而且有密切的联系。他从理论上谈到部分闪电的特性,但是卡罗的理论却未能具体应用于实践,因为依照这种理论,确实可以随便将一些雪块现象解释成同电和空气现象有联系,而其他一些雪块现象却同它们毫无关系。因此,作家罗纳德·维利兹便侧重了解其他教授的意见,他收集了美国很多大学教授们对雪块现象的看法,他说:
“一些学院科学家们认为,这种从天空中落下的大块雪块不可能有流星之嫌,这是因为外空间的条件不可能产生雪块。科罗拉多大学的科学家认为,尽管部分天文学家认为存在着流星同雪的混合物,但是,其中一位天文学家曾提出这样的问题:当这块雪球进入大气层时,一定会产生很高的热,那么,雪块落地后怎能会保持现在这种状况呢?至于弗吉尼亚大学科学家们,他们则认为,雪球现象是一种极其神秘的现象,可以将这种现象和其他类似的现象从有关飞碟的现象中分出来,另归一类。”
此前,我们曾谈到利曼教授的估计,他曾认为所有雪块现象全是由于天空中飞行的飞机储水罐或水箱漏水而造成的。这种观点曾作为一种被人接受的观点而广泛用于对雪块的解释。但是,现在,我们可以完全排除这种解释,因为这种解释若能成立,那么飞机机翼上能产生雪块或冰块的观点也会油然而生。但是,专业人员认为,飞机在几千米以上的高空飞行时,若机翼上产生雪或冰,那么自然会对飞机飞行重量产生危险的影响,因此,现代化飞机现在全装有自动电化雪系统。可以说,目前现代化飞机机翼和机身上完全不可能产生雪块。此外,还有很多雪块现象发生在飞机诞生之前,也可说明雪块同飞机没有什么联系。譬如,19世纪格拉马尔尤曾提出一篇论文,名叫《大气层》,他在文中称,早在古代就发生过从天空中落下雪块的事例,当时那块雪块的规格为5×2×3.5米。另在1849年苏格兰的奥尔德也发生了一次雪块事件,那块雪块直径则为6米之多。难道这真与其他星球的智能生物有关?这真令人百思不得其解。
26.天上坠物的猜测
福特的第一本著作《受诅咒者之书》就是从天上掉下来的奇怪物体的讨论开始的。天上坠物也可能是他最喜欢谈的现象,他从科技刊物中收集到很多令人惊讶的有关天上坠物的报告:从雪花石膏到蠕虫,但更多的是青蛙、鱼和冰块,有时候,它们在暴风雨或者阵雨天气掉下来,可有时候,它们也会在晴朗的天气里掉下来,这看起来非常神秘。
许多人只是模糊地知道曾有过奇怪落物的报道,但怀疑这些报道只不过是些奇谈怪论,不可能是真实的事件。没有哪位真正研究过这些现象的人会持这同样的观点。人们无法争辩,许多东西的确像雨一样是从天上落下来的。在福特的时代有这样的事,在今天仍然还有这样的事情发生,而且什么样的杂物都有,同样丰富无比。这个神秘现象不是天气,而在于它们为什么会掉下来,怎样掉下来。
鱼和青蛙落物在今天仍然是很常见的事,比如,1994年2月22日,有人发现数百条斑鲈在丹马拉威塞德旅店的停车场里蹦跳着,该旅店离澳大利亚北部的沙漠内陆约590千米,每条鲈长约1~2英寸。一周之后,在同样一个地方,又掉下来稍大一些的鱼,当时在下暴风雨,一夜之间下了12.7厘米深的水。可是,正如在1920年一样,天空掉下来越来越奇怪的物体。1981年2月,伦敦郊外的巴恩斯一带丢下来一条烤过的大比目鱼,自己卡在篱笆缝里,那条鱼仍然可以吃。在其他一大批各色食品当中,1971年夏天在巴西的佐奥帕索阿,还有大批的豆子掉下来。豆子落在萨尔瓦多·塔金诺家的地里,他认为,豆子有可能是从西非越过大西洋到这里来的,可是,要证明这一点是很困难的,因为他把那些豆子拿去煮了饭。不那么可口的东西是一次棕黄色的阵雨般的落物,1995年8月落在爱丁堡附近克莱格洛克哈德网球俱乐部的观众头上。它的味道很快就使人们明白了,那是人粪。
更少见的一种情形是,天上有时候会掉下独一无二的东西。瑞典有个传说,有一种奇怪的动物,一般认为是一种斯堪的那维亚山精,1708年夏天掉进诺柯平市的大街小巷。另外一些不常见的物体也从天上掉下来过,比如蠕虫、贻贝、草、坚果和大块血淋淋的鱼肉。最奇特的一种是1973年12月落在林恩·康诺利家在哈尔市的后花园里的一只银器匣子,正好轻轻落在路过的康诺利太太的头上,那只匣子大小为19×3.55厘米,里面装有一个用得半旧的便条板,上面还刻着T.B这两个缩写字母,还有“Klaipeda”,这个词。后来证明,Klaipeda是立陶宛的一个海港的旧名。1973年,那个海港因为“铁幕”而关闭,这使那个银匣子的出处更具有一点点神秘的意味。
天上掉下来的,还有一些经常假定是从飞机上掉下来的东西。落在巴恩斯的那条烤熟的比目鱼,据说就是一种机上餐食,不过,机上人员在半空中抛食物下来的可能性是很小的,一般是堆在飞机上,直到降落后再抛掉。落在克莱格洛克哈特网球场的粪便,最开始有人认为是飞机上的厕所功能不正常弄下来的,因为有好几种经鉴定的“纯洁冰”证据——混着水的尿液和消毒剂——落在地上。这个解释好像更合理一些,因为爱丁堡至伯明翰的航班当时正从头上经过,可是,对该机所有厕所的检查,又排除了飞机出问题的可能性。
关于天上落物,这是最奇怪的一件事情。在极高处飞行的航空器当然会结一些小冰块,然后又落在地上,可是,在载人飞行之前早就有过天上掉冰块的事件了。查尔斯·福特最喜欢举的一个例子,就是一个巨大的雪块,具说有一头大象那么大,1800年左右落在印度的塞林加帕坦。(福特讲的这个听起来像无稽之谈的故事的来源却是无可挑剔的:《英国科学进步协会年度报告》中引述了这件事。)另一个解释也经常拿出来解释天上掉青蛙和鱼的情况:那些不小心的动物是被路过的海上龙卷风从一条河或者池塘里给刮起来的,之后又给抛在沿路的某个地方了。这个说法值得推敲:一方面,长期以来人们已经知道,有一些天上落物的确是海上龙卷风造成的。1913年11月,在新南威尔士的夸伦迪,一次旋风造成了落鱼;1921年6月的一次龙卷风也在路易斯安邵州掉下鱼来。不过,海上龙卷风的学说也有缺点。从来都没有听说有任何蚂蚁掉下来的事情,也没有听说经常与鱼和青蛙一起窝在池塘里的有臭味的泥土、破瓶子、旧自行车和其他碎屑掉下来。而且,这个理论也无法轻易地解释大部分奇怪的例子。有很多极具当地色彩的东西落下来:1859年2月,在南威尔士的阿什镇,大批淡水米诺鱼和棘鱼从天上掉下来,盖住了狭长的一块地,约为960平方码大小地上,全都是鱼。
同样现象当中更奇特的一个例子是大约1986年春天发生在世界的另一边的一件事。离澳大利亚东北部数千英里远的克里巴迪岛上的一群打鱼人,他们驾着一条敞篷船在太平洋上飘荡了4个多月。因为舷外的马达出了故障。他们靠抓鲨鱼活了下来,可是,很快因为每天吃那种东西而厌倦了。事后,如最后来救他们的人解释的那样,“一个星期六的晚上,他们正在祈祷,希望能够抓到一种不同的鱼,因为他们已经是见鲨鱼就想吐,这时候,有东西落在了船上。那是一种少见的、黑色的鱼,用拖网法一般是抓不住这种鱼的。它从不到海洋表层来,只生活在约990千米深的水下。哪怕把这次掉鱼下来时的极不平常的偶然因素排除在外,那种克里巴迪鱼能够掉下来也是奇事一桩,因为人们很难明白,这样的一种鱼怎么可能被龙卷风刮起来,又怎么可能被路过的鸟所放过。
以前,这类天上落物当中最神秘的一件事就是“天使毛发”,是一种明显呈胶凝状的材料形成的细丝,它们从天上掉下来,然后在踉地面接触以后就化解掉了。它有时候会与飞碟联系在一起,记录在案的有很多例子,表明它实际上是飞碟排放出来的一种固体的废物。比如,1952年10月17日,在法国奥洛伦上空,人们看到很狭长的一个圆柱,旁边还有约30个更小的物体。它们的后面都挂着天使毛发。很多落在地上,一些矮树林和电话线上还挂着一些,一直留了好几个小时。
自50年代以来,关于天使毛发的报告越来越少了,也许一部分是因为在70年代,UFO研究中心已经找到一些材料拿来进行分析。发现那些天使毛发只不过是一种蜘蛛网。可是,蜘蛛网本身有时候也会有很神秘的特点。它们有时候会以极不平常的数量堆在一起——极其壮观,人们不禁会发问,有多少蜘蛛参与这样的结网活动啊。比如,1988年10月28日夜里,在英国多塞特外面的英吉利海峡上巡逻的海岸卫兵报告说,他们看到一个蜘蛛网云,估计约有77平方千米的面积。在现代战场上,蜘蛛网还有凶险的含义。在波斯尼亚冲突中,有好几份报告说,有一种“神秘的网样的物质”从克罗地亚释放出来,一直飘到当地人的头上。拿到了几份样品进行分析。在显微镜下,它们看上去好像是一种合成物,而不是天然的蜘蛛网。不过,塞尔维亚人释放出这种明显无害的物质的动机却仍然是一个让人们费心思的问题。
27.为何会有“怪雨”
1991年10月28日,在湖北省长阳县都镇湾出现了晴天下雨,而且雨只下在1平方米以内路面上的现象。
这天,裁缝刘光平发现宝塔办事处北100米处有1平方米的路面变湿,他以为是宝塔中学学生提水漏的。后来他站在这1平方米的范围内,亲自感觉到天上确实在下雨,这才知道不是学生提水漏的。他立即把这一情况告诉给宝塔办事处的领导。
据宝塔办事处党总支副书记刘希华回忆说:“10月28日,裁缝刘光平发现‘怪雨’后,告诉了我们,我也去看了。当时地面1平方米的范围内路面变湿,雨点只落在这个小范围内,时大时小,一天到晚下个不停。从10月28日到11月5日,天天下这种怪雨,斜对着太阳看,雨是从天上降下来的,而不是从附近树上落下来的,当时没有风,雨垂直而下。”都镇湾派出所指导员说:“对这件怪事当时群众议论纷纷,我和所长及小苏同志都到了现场,发现果真是在下雨,雨呈雾状,从天而降,从不移动,当时晴空万里。”
气象部门调查后初步认为:上述现象是在特定的地理、地质及天气条件下产生的一种自然现象。1991年当地出现了特大的伏秋连旱,温度高、湿度小,地表层土壤变得很疏松,也使地下断层裂缝增大,形成“狭管”。地下水通过狭管上升到地面,在外力以及本身热的作用下,以雾的形式喷了出来。上升到一定的高度时,雾凝结加重,在没有风时垂直降落地面,并逐渐浸湿地面。气温较低时可见上升的雾雨和下降的雨混在一起,就形成人们所看到的雾状雨。该县10月6日下了一场雨,降雨量为1.9毫米,降雨现象掩盖了喷出来的雾雨。一旦天晴几天,气温上升,土壤干燥到一定程度,就又会出现“怪雨”。这可能就是10月6日~10月9日降雨之后,10~20日连晴10天,在20日后再现“怪雨”的原因。凡具有类似地质条件和天气条件的地方,都会有这种“怪雨”的产生。当地地下所以有丰富的积水,是由于在1991年4月17日发生了一次4.1级的地震,震中正好在下“怪雨”的地方。在地壳深16千米处约有1千米长的断层错位,使事发地贮存了丰富的水。
气象工作者对上述解释并不十分满意,因此,他们觉得没有足够的科学依据,说服力不够强。因而,这“怪雨”至今还是个谜。
28.奇云怪雨的难解之谜
1984年4月9日,当地时间23点6分,一架日航商业飞机正在日本东海岸400千米以外的北太平洋上空飞行,当时的方位是北纬38.5度、东经146度的位置。机长突然发现机身下面的云层里升起一团巨大的形如雨伞的云,一会儿云团蔓延,厚度达6000多英尺,直径为200千米。机长大吃一惊,以为下边发生了核爆炸,急忙命令全体乘员戴上氧气罩,并向地面发出了呼救信号。
后来飞机在附近的一空军基地降落。经检查,机身上没有核爆炸产生的放射性污染,所有仪器也安然无恙。当晚,还有两架飞机从上空经过,飞行员们也亲眼目睹了这团已纵横320千米的云团。
此事引起了世人关注。美国国防部、前联邦航空公司和日本防务省都争先恐后地进行了调查。调查结果表明,这种现象不是由核爆炸形成的,对臭氧层中二氧化硫的测定也没发现异常,所以又排除了海底火山爆发的可能性,那么,奇怪的雨伞云是从何而来呢?
我国新疆米泉县的甘泉堡,历来很少降雨。但在1975年9月7日凌晨4点多钟,甘泉堡的一条干沟中下起了暴雨,而四周却晴空万里。据目睹者回忆说,当时这里先是响起一阵雷,紧接着瓢泼大雨从天而降,大雨下了大约10分钟。到5点钟左右干沟洪水立刻涨起来,倾泻而下,冲走了几十斤重的石头和许多防洪物资。为什么沟外天空晴朗,而沟内却下起倾盆大雨呢?
气象学家们对这奇云怪雨各持己见,谁也无法找到正确的答案。
29.干雨到底是怎么回事
近年来世界各国的天体物理学家都对干雨产生了特别浓厚的兴趣。干雨很早就被人们发现过,只是极为少见,近些年来人们发现,它的出现越来越频繁。大约在100年前,干雨曾毁灭了亚速尔群岛地区整整一支舰队。曾经发生在德克萨斯草原的一场特大火灾,也是干雨引起的,公元1889年非洲的萨凡纳又成为干雨的战利品。
由于所谓瀑布式倾热,使由干雨引起的火灾很难扑灭。发生这种火灾时,不仅要扑灭燃烧着物质,还要花更大力气来对付高达2000℃的雨热。对这种雨热来说,水成了给它降温的物质,因此,扑救这种火灾时除使用水外,还要使用特殊的物质粉,以隔断热源和氧气的接触。
对干雨现象的解释,目前存在两种看法。一种看法认为:彗星散落后的物质一部分落入地球,从而产生干雨现象。从彗星散落到出现干雨,需要2~6年的时间。目前天体物理学家观察到彗星散落的现象越来越多,因此科学家们预测在最近6~15年内要出现一些干雨。那时干雨火灾的数量将达每年8起,而50年后将达每年30起。另一种看法为:干雨现象是我们还没认识的另一种文明的破坏活动。这种想法从表面上看似乎是没有根据的,但持这种观点的人认为,如果干雨现象来源于宇宙,是慧星散落的产物,那么化学家通过光谱分析应该可以发现彗星的化学成分。但化学家在这方面的研究结果至今还是否定的。
总之,两种说法各有其理,还需进一步研究证实。
30.石雨来自哪里
1906年3月的一天,荷兰探险家德乐特勒西特·库罗汀迪克结束了长途旅行后,风尘仆仆地回到基地。深夜,当他正躺在睡袋里休息时,突然一声物体撞击地板的声响把他惊醒。他起身一看,发现有一颗从未见过的黑色小石子掉落在地板上。过了一会儿,只听得“叭”的一声,又掉下来一颗小石子。小石子好像是穿透屋顶掉下来的。库罗汀迪克让人出去观察,发现房子上并没有人,周围也没有发现任何异常情况,然而,小石子仍然像下雨一样不停地从屋顶上掉落下来。
第二天天亮,库罗汀迪克仔仔细细地观察了屋顶内外,奇怪的是,看不到一点石子穿插透过的痕迹。可是到了晚上,黑色的小石子又下雨般地穿过屋顶落下来。库罗汀迪克又惊异又纳闷。为了弄明真相,他把几颗小石子当作标本收集起。回到荷兰以后,库罗汀迪克把这些标本交给了专家。专家们对这些从未见过的石子也感到莫名其妙。
这种能穿过屋顶而又不留任何痕迹的“石雨”究竟是什么东西,又从何而来呢?至今还没有人能解开这个谜。
31.冬暖夏凉的地带
也许你知道有冬季从地下冒出热气的地方,也许你听说过有夏季从地下冒出冷气的地方,那么,你是否知道集夏冒冷气、冬冒热气于一身的地带呢?这一非常罕见的地带就在我国辽宁省东部的桓仁县,总长约15千米,从桓仁县沙尖子镇船营沟向西南延伸到宽甸县的牛蹄山麓。
据有关报道,还在上个世纪末的一个夏天,桓仁县沙尖子镇的农民任洪福在堆砌房北头的护坡时,偶然注意到扒开表土的岩石空隙里,不断冒出阵阵寒气,感到非常惊讶。当时任家就在冒气强烈的这段护坡底角,用石块垒成了长宽各约半米,深不到1米的小洞。至今这个小洞所表现出冬热夏凉的特点,仍然令人不解。
盛夏里,洞内温度仅-2℃,石缝为-15℃,在洞口放鸡蛋就会冻破了壳,洞内放杯水变成冰块,雨水泄入石缝冻成缕缕冰柱,人们站在洞口六七米外,只一两分钟就冻得发抖。据说,1946年的夏天,一个国民党军官将大汗淋漓的战马拴在洞口附近的树桩上,第二天早晨,这匹马已冻倒在地上不能动弹了。近几年来,每逢夏季,任家都利用这口天然小冻库为街上的饭店、医院、兽医站等单位储存鱼、肉、疫苗、菌种等,冷冻效果十分理想。
然而立秋以后,周围地温不断转冷,而这里的地温反而由冷趋暖。到了严冬腊月,野外冰封雪冻,寒风凛冽,各种草木都纷纷枯萎凋零。但在地温异常带却是热气腾腾,温暖如春。凡是山岗上冒气的地方,整个冬春始终存不住冰雪,特别是任家屋后,种下的蔬菜叶壮茎粗,青草茵茵。1986年,任家在冒气点上平整了一小块土地,上面盖上塑料棚,栽种大葱和蒜,割了两次蒜苗。据测,棚内气温保持在17℃,地温保持在15℃。
自1984年8月,桓仁发现异常地温带的消息在《本溪日报》、《辽宁日报》披露以来,国家地震局、冶金部、辽宁省、本溪市和桓仁县的地质部门及新华社等新闻单位,曾多次派人来这里进行实地考察,进行一系列的仪器测试,并就其成因开展学术讨论,至今尚未定论。有人认为这里地下有庞大的储气构造和特殊的保温层,使地下可以储存大量的空气,而且使地下的温度变化比地面慢得多。冬季,冷空气不断进入储气构造,可以一直保温到夏季才慢慢放出来;而夏季进入的热空气又至冬季才慢慢释放出来。也有人说,由于特殊的地质条件,这里的地下可能有一冷一热两条重叠的储气带,始终在同时释放冷热气流。遇到寒冷季节时,冷气不为人发觉,而热气惹人注目遇到暑热季节时则寒气变得明显。还有人猜测,大概这里地下的庞大储气带上有一些方向不同且会自动开闭的天然阀门,冬天呼进冷气,放出热气,夏天吸进热气,放出冷气……更令人惊讶的是,1987年在原址以南300米处,又发现了一处类似的神奇土地。
人们期望科学家能及早弄清这片异常地带的奥秘。
32.瓦塔湖-70℃为什么不结冰
瓦塔湖位于南极洲的莱特冰谷里,虽然湖面常年冰封,寒气逼人,可是湖泊深处却大不一样。
瓦塔湖表面冰层下的水温是0℃左右,随着深度的增加,水温逐渐增高。水深15~40米处水温为7.7℃;40米以下的深处,温度升得很快,距湖面60米处,有一层含盐很大的咸水层,温度达到27℃,比表面冰块的温度高47℃。极地考察队员把瓦塔湖称作地下“暖水瓶”。
起先,人们认为地下也许有地热活动。可是,国际南极干谷钻探计划实施以后,人们发现地底下不但没有地热活动,而且湖底沉积物的温度要比湖水温度低很多,这说明湖底没有地热活动。
美国和日本的南极考察者认为,热源来自太阳。
瓦塔湖冰层很厚,而且湖水洁净。阳光照射透明的湖水,把湖底的水晒成温水。由于湖底水含盐量高,能够很好地积聚热能;上层的淡水层像条棉被,盖在上面,湖面的冰层又像密封的保暖床,使温水得到保暖。
但是,如果真是这样的话,像瓦塔湖这样的“暖水瓶”在南极不只一个,而事实并非如此。瓦塔湖依然是个难解的谜。除此之外,南极还有一些奇异的湖泊,如干谷的唐·胡岁塘湖,在-70℃的低温下,居然波光闪闪不结一块冰,真让人难以相信。
33.罕见的天象奇观
在晴朗的白天,突然间出现了一段时间的黑暗。它既不是日食,也不是发生在龙卷风之前,虽然是区域性的暂时情况,但这种现象在国内外曾有多次发生。
在我国班吉境内,1944年秋天的一天下午,晴朗的天空突然一片漆黑,伸手不见五指。人们惊慌失措,呼天喊地,好像天要塌下似的。大约1个小时的工夫又恢复了光明,渐渐地人们才平静下来。
青岛也曾出现过白天降夜幕的奇特现象。一天上午11时,阳光辐射的天空渐暗,阴云密布,至12时许,黑云压顶,天地间一团漆黑,风雨交加,电闪雷鸣,众多行人措手不及,纷纷避往沿街店铺。街上顿时“万家灯火”,路灯齐放,过往车辆车灯大开。这一现象持续半个多小时。
美国新英格兰垦区,在1980年5月19日这一天早晨,人们都和往常一样忙忙碌碌地去上班。到了上午10时,突然天黑地暗,好像进入了茫茫黑夜,每个人都恐惧万分。这种情景一直持续到第二天黎明。
此外,在英国的普雷斯顿,也曾出现过白天里的黑暗。1884年4月26日天空由灰变暗,天渐渐黑下来。约经20分钟才出现阳光。
据当时人们回忆说,这种白天里出现黑暗现象之前,并没有发现什么异常现象,都是突然发生的。
为什么会出现这种天象呢?至今科学家们众说纷纭,有的说是和火山爆发有关;有的说很可能与天外星球来客有关,它们从地球上穿过,又悄悄而去,形成地球上某地方暂时的黑暗。
到目前为止,对于这种天象奇观,还有待科学家们进一步去研究、探讨。
34.热层高温为何不热
我们居住的地球周围有一层厚厚的大气层,这层大气层又可以分成好几层。距地面85~800千米的空间被称为“热层”。在热层里,随着距离地球高度的增加,气温骤升。在150千米的高空,每升高100米,气温就升高2℃。因此,在200千米处,气温已高达1000℃;到700千米的高空,气温竟高达3000℃!这远远超过了炼钢的温度。
大热气层内,空气非常稀薄,空气质量仅占大气总质量的万分之五。大气密度和热容量都很小,在热层内气温升高1℃所需的热量,还不到海平面气温升高1℃所需热量的亿分之一。因此,即使太阳辐射很少的一部分热能,也足够使热层的大气温度升高很多了。
但是,热层的高温,并不能熔化钢铁,因为那里的空气分子极少,如果把钢铁放在这个“高温层”中,具有高温的空气分子是很少有机会同钢铁接触的。就连高速运转的卫星,在每平方厘米的面积上,每秒至多只能获得十万分之一的热量。如果按照这个加热速度来计算,1克水温度升高1℃,竟需要28个小时!据卫星观测的资料表明,650千米的高空,虽然气温已超过2000℃,但受到太阳直射的卫星表面温度只有33℃;而当运动到地球的阴影区时,卫星表面温度却迅速下降到-86℃。可见,这里的温度虽然很高,但却不热,当然就更谈不上在这里炼钢了。
对于热层高温反而不热这一奇特现象,科学家们正在寻找确凿的依据来加以解释。
35.为什么地球上的生物只有两性
英国科学家认为,地球上的生物之所以只有雄雌两性,是因为大约20亿年前我们的祖先曾经遭受到细菌的感染。
地球上存在无数种生命形式,为什么多数物种只有雄雌两性?多少年来,这个问题一直困扰着世界各地的科学家。
蘑菇育多达36000种性别,一种被称做粘菌的奇异生物大约有13种性别,但是这些生物只是地球生物分为雄雌两性这个几乎普遍适用的规律罕见的例外。这种现象提出了一个进化方面的神秘的问题,如果地球生物有100种性别,并且可以与其中任何一种物种交配,那么地球生物在其周围的环境中找到伴侣的几率将达到99%。
如果说看起来生物只有两性使物种的生存变得困难而不是更容易的话,那么为什么地球上的生物只有两性呢?赫斯特认为,这完全要归因于地球生物是如何通过遗传获得一组特定的,被称为线粒体的基因。
与细胞核或细胞中心部分携带的基因(不同,线粒体脱氧核糖核酸(DNA)可以迅速进行自我复制。
看起来以前好像有过某种细菌,线粒体就源于这些细菌。线粒体进行自由复制的能力是它们的细菌祖先遗留下来的。
因为线粒体DNA可以快速复制,如果99%的地球生物可以与任何同种生物交配的话,线粒体出现的任何突变都可能迅速扩散开来。如果这种突变是有害的,那么突变引起的后果可能是灾难性的。对于地球上其他的物种来说。寻找一个配偶可能有些困难,但是从进化的角度来说,这种生殖也有益处,可以减少突变。
36.千年古莲开花
1955年,中国的植物学界有一条重要的新闻:千年古莲开花了!
这些古莲的种子是1952年我国的科技人员在辽宁省新金(原名普兰店)县附近的泡子屯村一个旧池塘底下挖出来的。当时挖出来的莲子的外皮已经变得很硬,简直像小铁蛋。
1953年,科学家曾把它们浸泡在水里20个月,可这些古莲子依然发不出芽。后来,科学家给古莲子做了个小“手术”:用锥子在古莲子的外壳上钻了一个孔,然后再泡在水里,结果仅过两天古莲子就抽出了嫩绿的幼芽,而且发芽率高达95%。
1955年的夏天,古莲开出了淡红色的鲜花。当时人们在北京的香山植物园可以欣赏到古莲的风采。其实它与人们常见的莲花很相似,只是花蕾更长些,花瓣更红些。
科学家用放射性C14测定,它的年龄为835~995岁。
据报道,日本千叶县曾发掘出2000多年前的古莲子,而且经过培育,也发芽、开花了。
在地下沉睡了千年的古莲怎么还会开花呢?
这与莲子的结构有关。莲子的外皮坚硬致密,像个小小“密封舱”,把种子密闭在里面,可防止外面的水分和空气渗入。也可防止种子内的水分和空气散失,因此莲子的生命极为微弱,相当于休息状态。这是古莲子还有生命力的重要原因。
此外,与古莲子所埋藏的环境也有关。这些莲子是被埋在深约30~60厘米的泥炭层中,而泥炭的吸水防潮性能良好,再加上泥炭层的上面又有很厚的泥土覆盖,因此古莲子几乎处于一个密闭的环境中。在这样的环境中,古莲子不具有生根、发芽的条件,便得以长期保存。
37.叶子的奇异功能
俗话说:巧妇难为无米之炊。然而,在自然界里,确实有能做无米之炊的“巧媳妇”,它能够用水和空气里的二氧化碳为原料,借助阳光,制造出人们所需要的糖、淀粉、脂肪和蛋白质等营养物质。是谁会有这么大的本领呢?说起来大家都熟悉,它就是植物的绿叶。世界上如果没有这些“巧媳妇”制造出大量的粮食、蔬菜、水果和饲料,那人类根本就无法生存了。世界上绿色植物的叶子多种多样,千姿百态。叶子从外表看起来虽然千差万别,但是,只要太阳一照射到这些叶子上,它们都能够在阳光的作用下将从空气里吸收来的二氧化碳和根部送来的水分,合成为有机物质,这就是人们常说的植物的光合作用。
植物叶子大小不同,生长的位置也不一样,它们进行光合作用的效率也有高有低。如小麦的旗叶进行光合作用的效率就特别高,这已引起了不少科学家的注意。
旗叶就是小麦顶梢上最后长出来的那片叶子,它长在麦穗下边,风一吹,就像旗子一样迎风摆动,于是,人们把它称为“旗叶”。
小麦的一生中在主茎上先后长出的叶片一共有19片,其中以旗叶的寿命最短,从吐叶到枯死只有44天,比寿命最长的第三片叶的寿命短一半以上。旗叶的个子是最小的,可它制造出来的有机物质却是最多的,约占小麦一生积累下的有机物质的一半。它对于小麦的生长、成熟,可以说贡献是最大的。
为了揭开小麦旗叶光合作用效率特别高的秘密,科学工作者深入研究小麦叶肉细胞的结构,发现小麦的叶肉细胞形状是千姿百态的,有的像一个山楂果,有的像好几个山楂果串在一起那样,中间有几个细腰。还有一些细胞,个子很大,就像一串糖葫芦那样,中间有10多道环。小麦旗叶的叶子里,大多数细胞都像糖葫芦那样,个子比较大,而那种小个子的细胞很少。旗叶里的细胞个子比较大,数量比较少,这对于进行光合作用是有利的。因为细胞大,细胞之间的空隙也就大一点,这样水分和二氧化碳气体容易进入到细胞空隙里,有利于细胞吸收,而且在对光合作用时产生的有机物质进行运输时也占有优势,可以很快把营养送到小麦籽粒里去。这是旗叶光合作用效率高的原因之一。
另外,旗叶细胞里的叶绿体之中,光合膜要比一般叶片里的多2倍左右。光合膜多了,固定在膜上的那些酶也多,这样就有助于吸收太阳光,光合作用的效率也就特别高。
揭开小麦旗叶光合作用效率高的奥秘,对促进小麦增产有重要的作用。
38.奇妙的探矿植物
1934年,当时的捷克斯洛伐克有两位科学家研究某地种植的玉米的化学成分时,发现把玉米烧成灰后,每吨灰中含有10克黄金,以后他们还在长那种玉米的地方找到了金矿。
现在人们已经知道,不同的植物指示不同的矿藏。例如,生长针茅的地方可能有镍矿,生长三色薹的地方可能有锌矿,生长海州香薷的地方可能有铜矿,生长灰毛紫志槐的地方可能有铅矿,生长喇叭花的地方可能有铀矿,生长羊栖菜的地方可能有硼矿,生长开蓝花的羽扇豆的地方可能有锰矿,生长紫云英的地方可能有硒矿……这些植物人们叫它为“探矿植物”为什么这些植物会指示矿藏呢?
其实,道理并不复杂。正如人有各种性格一样,植物也有其各自不同的习性。这些探矿植物在生长过程中特别喜欢某种矿物,在某种矿物含量较丰富的地方,生长得也特别好。
此外,还有一种情况:有些植物在一般的土壤中可以生长得很好,但在含有某种矿物质较多的土壤中,或是不大适应,或是产生一种生理变化,改变了形状、颜色等。如在含硼较多的地方,猪毛草的枝叶膨大而扭曲,蒿会长得特别矮小;在铜含量多的地方,野玫瑰花朵呈蓝色;镍会使花瓣失去色泽;锰几乎会使所有的花儿变成红色……因此也可以利用植物的形态或颜色的变异情况来探矿。
人们不但利用植物寻找矿藏,而且还利用植物“开采”矿藏。
北美洲有个地方叫“有去无回”,因为这个山谷的地层和土壤中含有大量的硒,而人和牲畜如果食用含有大量硒元素的食物,就会中毒以致死亡。人们决定开采“有去无回”山谷里的硒矿,种植了大量紫云英。紫云英在这样的环境里生长得很快,一年可以收割好几次。人们把紫云英收割后,晒干烧成灰烬,再从灰烬中提取硒,据说每公顷紫云英可提取2.5千克硒,这真是一种“开采”矿藏的好办法。
39.植物地震预报员
地震,在目前可以说是自然灾害中比较大的一种。人们如果能够得到震前的预报,就可以减轻地震灾害造成的损失。如何预知地震已引起了有关科学家的重视,并被作为重大的科研课题来研究。
地震仪可以探测到地震预兆,并向人们发出地震预报。据研究发现,有些植物也具有预报地震的本领。如在印度尼西亚爪哇岛的一座火山的斜坡上,遍地生长着一种花,它能准确地预报火山爆发和地震的发生。人们观察发现,如果这种花开得不是时候,那就是告诉人们,这一地区将有大灾降临,不是将有火山爆发,就是又有地震发生。据说,其准确率高达90%以上,故这种花被人们称之为“地震花”。
日本东京女子大学岛山教授经过长期不断的观察研究,对合欢树进行了多年生物电位测定,经分析发现,合欢树能预测地震。如在1978年6月10~11日白天,合欢树发出了异常大的电流,特别是在12日上午10时左右观测到更大的电流后,下午5时14分,在宫城海域就发生了7.4级地震。1983年5月26日中午,日本海中部发生了7.7级地震,在震前20小时,岛山教授就观测到合欢树的异常电流变化,并预先发出了警告。
在“植物王国”里,能够预报地震的植物还有对气候变化极为敏感的含羞草。在日本发生过一次强地震,地震前一天清晨,含羞草的小叶突然全部张开,到上午10时小叶全部闭合,临震前数小时在半夜零点,含羞草的小叶又突然全部张开,不久就发生了地震。
一些植物可以感知到地震,这已被科学家的研究所证实。那么,植物为什么能够感知到地震,它们又是怎样预先感知到地震信息的呢?据前苏联的一位教授观察,“地震花”开得不合时令,是因为火山爆发或地震出现的先兆——高频超声波而引起的。这种异常出现的超声波振动促使“地震花”的新陈代谢发生突变,于是花就开了,向人们发出了将有火山爆发或地震发生的预报。合欢花能在震前两天作出反应,这是由于它的根部能敏感地捕捉到震前的地球物候变化和磁场变化信息的缘故。
有些植物震前的异常变化可以提供地震预报信息,但对如何通过植物在震前发生的异常变化,比较准确地判断出地震发生的时间、地点,这还需要科学家们的进一步研究才能得知。
40.只有雄蕊的植物
很早很早以前,当大自然还没有使花朵变得很美以前,它只能把花朵作为一种很实用的东西。它没有费力去把叶子的边缘连成一个口袋来保护种子,它只是把叶子的中脉串起来,使叶子缩在一起。这就很好了,因为大自然很忙碌。松树等树木现在还是这样不加保护地对待自己的种子,而且许多其他植物也是这样。它们是大自然中喜欢古老风格的植物,它们不愿意改变自己延续了几百万年的传统。
这种现在还这样保护自己的种子的老式植物叫做裸子植物。这些种子光秃秃地暴露在光天化日之下,没有任何保护壳或荚,它们与栗子、豌豆或梨的种子不同。因为这个原因,花粉就不需要花柱的引导,它们也不需要捕捉花粉了,所以属于裸子类的植物就只有雌蕊和子房。我们沿着植物分类等级往下数,就会发现种子没有子房,没有木质外壳的植物。这样的种子叫做孢子,孢子看起来就像充满浆液的柔软绸袋,只是由于它们非常细小,我们无法看到它们的形状。
松树、柏树和落叶松的种子都是裸子,就是说,它们都把种子收藏在一个敞开的球果中,而不像大多数植物那样把种子收在绿色的荚或壳中,松球果中装满了扁平的种子,它们长着褐色的、像甲虫翅翼似的东西。松球果成熟的时候,种子就分裂出来,甲虫翅翼就帮助它们在空中飞翔。如果你能和松树“对话”,它们就会给你“讲出”许多这样的故事。
蕨类植物在叶子的背上保存自己的种子,它们的种子是孢子。也许你们看到过从蕨类植物成串的叶子上取下的长着斑斑锈迹的穗子,这种“锈迹”就是由大量的孢子壳组成的,每个壳都在自己的绸质口袋中装着一点绿色的胶汁。如果你能认识到,它现在还保持着蕨类植物生长的记忆,你就懂得它有多么神奇了,因为人们在火炉中燃烧的煤原来就是绿色的丛林,那时没有人类,甚至连最原始的人类都没有,整个地球只是一片辽阔荒凉的景色。
41.植物舞蹈家
葵花的向阳舞,睡莲花在夜幕降临前的闭合舞,含羞草不但在黑夜到来的时候会自动闭上羽状的叶子,就是在白天,只要你轻轻碰它一下,它的叶子也会很快闭合。触动它的力量大一些,连枝干都会下垂,就像一位含羞的少女一般。
在这批植物舞蹈家中,最出色的莫过于电信草(舞草)和舞树了。电信草是生长在印度和斯里兰卡的一种植物,它的每一片大叶的旁边长着两片小叶。这两片小叶就像贪玩的孩子,从早到晚一刻不停地跳着舞,直到夜晚才安静下来。在我国西双版纳勐腊县尚勇乡附近的原始森林里,有一棵会跳舞的小树。在这棵小树旁边播放音乐,小树便会随着音乐的节奏摇曳摆动,翩翩起舞。更令人惊奇的是,如果播放的是轻音乐或抒情歌曲,小树的舞蹈动作便随着节奏变动;音乐越优美动听,小树的动作越婀娜多姿。如果播放的是雄壮的进行曲或嘈杂的音乐,小树反而不跳舞了。因此,当地群众给它取了个名字,叫“风流树”。
一种认为是植物体内微弱的生物电流的强度与方向变化所致;另一种认为是植物体内的生长素的转移,引起植物细胞的生长速度变化所致。随着研究的深入,植物学家的深入研究,这一奥秘是一定可以真相大白的。
42.千奇百怪的根
植物离开根系就无法生存,根的主要功能之一是呼吸,这是人们都了解的,但你知道,植物的根为什么又是千差万别的呢?
植物的根通常都是长在地下的,但有些植物根却不是长在地下。像印度、马来西亚和我国海南岛一些地方的有淤泥的海岸上生长的一种海桑树,树主干附近的地面上长有许多像竹笋状的根,它不向下而向上长着。这是为什么呢?因为这些地方海潮可以到达,涨潮时被淹没了大部分,所以,植物的根呼吸就比较困难。而海桑树生长出许多向上的根,在退潮时,靠这些根可以进行呼吸。这种根的顶端松软、有孔,里面有气道,有利于空气的流通和贮藏。这种根也属于气根的一种,它的主要功能是呼气,所以又叫“呼气根”。
植物根中有一种根叫“支柱根”。人们常见的有玉米的支柱根,就是在玉米主茎下部的地面节上环生出的几层不定根,它向下伸入土中,形成辅助根系。这种根长得结实粗壮,它的厚壁组织发达,可以起到协助稳固茎秆的作用。同时在入土后,它也能起到吸收作用。
这些根不管是向上长还是向下长,它们都是不离开地面土壤而各尽其职的。而有的植物根则离开了地面,能够爬墙爬树,墙壁再光滑它也能爬得上去,这种根在植物学上叫做“攀缘根”,像常春藤、爬山虎等植物都长有这种善爬的攀缘根。它生长在茎生叶的部位附近,形状像一小丛刷子。它在幼嫩时能分泌出一种胶水状物,根可以借此粘附在树木或墙壁上,胶水状物干燥后就使根在墙上粘得十分紧密。这些植物的茎就靠着这种根边粘边向上生长,可以爬上墙,爬上几层高的楼,把建筑物染成一片翠绿,所以,它成了人们搞垂直绿化(绿化庭院、房舍)的“好帮手”。
植物根中还有专靠吃现成饭的寄生根、板状根、带水壶的根、靠叶子供水的根、贮藏根等等,可谓形形色色,千奇百怪。这些根是由于植物长期适应特殊环境条件的结果,其根在形态、构造和功能上发生了变化,形成花样繁多的变态根,这些特性能遗传下来,便形成各种各样根的稳定的性态。
43.不同寻常的“花”
植物学上,真正的花是由花梗、花托、花萼、雄蕊、雌蕊、花瓣等组成。花梗、花柄都是枝条的一部分;花托是花梗顶略为膨大的部分,它的节间极短,很多节密集在一起;花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊都生在花托之上。
然而,有些花卉的“花朵”却与众不同(其实,称之为花朵是不准确的,甚至是错误的)。
菊花、大丽花等菊科花卉,人们所欣赏到的不是一朵花,而是花的集合体。这种集合体,植物学上称为“花序”。菊花的花序是由许多无柄花依一定规律聚生在缩短的花轴上,形成头状,叫“头状花序”;花序边缘的花如舌头状,叫“舌状花”;花序中部形似圆筒的花,叫“筒状花”。
鸡冠花,人们所说的“花”也就是它的花序,称为“穗状花序”,整个花序顶生,形似鸡冠。鸡冠花有深紫、大红、黄、白等色。人们划分鸡冠花的品种,主要依据的是花序的形态,分为扫帚鸡冠、扇面鸡冠、缨络鸡冠。有趣的是还有同一花序上紫黄各半的鸳鸯鸡冠,以及中央有一特大花序而周围有许多小花序的百鸟朝凤等。
马蹄莲,人们所见的“花心”实际上是许多花长在其肥厚的花轴上,叫“肉穗花序”,花序的上部长雄花,下部长雌花。花序外面有一漏斗状的大型苞片,呈白色或乳白色,叫“佛焰花”,常被人们误认为是花瓣。所以,人们所见的马蹄莲的“花”实际上是由一个肉穗花序和一个佛焰花构成的。
一品红(又名“象牙红”、“圣诞花”、“猩猩木”),多朵花形成花序,多数生于枝顶,真正花的花瓣已经退化,只剩下黄绿色的雌雄花,极不显眼。供人们观赏的一品红的“花”是它的苞片的变态,呈叶形,红色,轮状排列于茎顶,所以“花”茎很大,一般都在20厘米左右。
叶子花(又名“三角梅”),每3朵聚生于分枝顶,每朵花下各托一红色(或紫色)的叶状苞片,从远处望去,好像是由3个花瓣组成的花。事实上,真正的叶子花的花位于3片大苞片中,细小,黄绿色,常被人忽视。
鹤望兰(又名“极乐鸟花”),其花梗上总苞斜伸,整个花序像一只仙鹤的头,翘首远望,形态生动,所以名为“鹤望兰”。它真正的花在总苞里,次第开放,每朵花犹如一只美丽的小鸟,有橙黄色的双翅(花萼)、深蓝色的头颈(花瓣)、洁白的小嘴(柱头),故又被称为“极乐鸟花”。
总之,有些花朵,人们所欣赏的主要部分并不是其真正的花,而是花序、苞片、叶片等。
44.山珍之王蕨菜
蕨菜是其嫩芽可供食用的野生蕨类植物的统称。蕨菜由于具有特殊的清香味道,很少受到污染,可作为美味蔬菜,是我国北方重要的外贸土产商品,在国内外享有“山珍之王”的美称。
早在我国周朝初年,就有伯夷、叔齐二人采蕨于首阴山(今陕西省西安西南)下,以蕨为食的记载。可供食用的蕨类较多,如蕨属、荚果蕨属、蹄盖蕨属和莲座蕨目的很多种类。采来的蕨菜幼叶在食前须先用米泔水或清水浸泡数日,除去有毒成分。蕨菜可炒食、做菜汤、沙拉或干制成蔬菜。
著名的蕨菜有山蕨菜、薇菜、黄瓜香、猴腿等。山蕨菜是蕨的变种,又名龙头菜,全国各地都有生长。春季采集嫩卷叶,可洗净盐渍。薇菜是紫萁属植物,又叫分枝紫萁,可在春季采幼嫩卷叶,水煮一下,再用清水浸泡片刻,捞出晒成半干,再用手揉搓。炒菜有苦香风味。黄瓜香是球子蕨科的荚果蕨,生长于潮湿疏林下或河流两岸,春末夏初当嫩叶长到13~15厘米时采摘,将嫩叶的褐色鳞片捋去,然后用盐渍或用水煮一下捞出晒干。炒菜嫩脆具黄瓜香味。猴腿又叫多齿蹄盖蕨,产于东北、华北山沟或林下阴湿处。春季采嫩叶,水煮一下晒干,去掉鳞毛,也可用盐渍。
我国的蕨菜资源丰富,是有待进一步开发利用的宝贵财富。如出口一吨薇菜干在价格上相当于出口40吨大豆。在开发的同时,一定注意做好资源的保护工作,不能采取见芽就采光的办法。
45.中草药之王甘草
在中药里甘草可以说是应用最广的一味药了,例如在《伤寒论》的110个处方中就有74个处方用了“甘草”。我国明代李时珍的巨著《本草纲目》说:“诸药中甘草为君。治72种乳石毒,解1200般草木毒,调和众药有功”,因此难怪人们赞誉甘草是“中药之王”了。
甘草是豆科植物,生于干燥草原及向阳山坡,分布于我国西南、西北至东北部,为多年生半灌木状草本。根和根状茎粗壮,皮红棕色,羽状复叶,花序腋生,花冠蓝紫色。荚果镰刀状弯曲,整个植株密生短毛和刺毛状腺体。
甘草的根含有甘草甜素和多种其他药用成分。甘草甜素易溶于水,比蔗糖要甜50倍,即使在1/2000的水溶液中仍有甜味。学者发现甘草的药理作用是极其丰富多彩的,它不但有较强的解毒作用,还有抗溃疡、抗炎症、镇痉镇咳、降血压、降血脂、抗癌作用等等。
甘草不仅是著名中药,而且在糖果、卷烟、医药和啤酒制造工业中可作为调味剂。在蜜饯果品中,如甘草橄揽、甘草梅子、甘草瓜子等也都要用到甘草。
46.长寿叶
几百年以前,一位名叫乔治的欧洲探险家来到非洲西南部沿海一个叫鲸湾的地方。他在鲸湾附近的纳米布沙漠见到了一片极为荒凉的景色:眼前一片黄沙和碎石,一点绿意也没有。乔治感到十分失望,正准备返回去,忽然,他的眼睛一亮,发现沙地上居然有几只“大萝卜”!
那“萝卜”生长在宽而浅的谷地中,茎粗一米左右,高仅20~30厘米,顶部像个大木盆。“木盆”边缘是两片厚厚的带状叶,宽约30厘米,长2~3米,弯弯地垂身两侧。“萝卜”的生长虽然缓慢,但却可以连续生长100年以上。因此,被人称作“百岁兰”。
冬去春来,百岁兰的茎年年在加粗,到了开花季节,茎的顶部呈现出鲜红色的穗状花序。这种花主要靠风力传粉,种子则生有“翅膀”,凭借着大风,飞到别处生根发芽。
终生生活在纳米布沙漠上的百岁兰,不仅不怕干旱,而且还能长出巨大的叶子,这是为什么呢?原来,百岁兰的根扎得很深,能吸到地下水。纳米布沙漠濒临大海,来自海上的雾气落在百岁兰的叶子上也能成为露水滋润植株。
47.最粗的植物
相传,古时有一位名叫亚妮的王后,一次兴致勃勃地到地中海中的西西里岛游玩。当她带了一队人马来到埃特纳火山附近的时候,天上忽然下起了滂沱大雨。
随从们抬头四望,见四周并无地方可以躲雨,心里不由犯了愁。正在这时,他们发现了坡前一棵高大无比的栗树。那栗树浓阴似伞,遮住了好大一块地面。王后及其100名随从走了进去,却丝毫不觉拥挤。栗树为100余人挡住了风雨,因而被王后亲切地称为“百骑大栗树”。
“百骑大栗树”到底有多粗呢?经过实地测量,它的直径有17.5米,周长有55米。北美的巨杉和非洲的猴面包树可算是世界级的粗树了,但巨杉的直径最粗的也不过12米左右,猴面包树呢,也仅仅10米左右粗。
除了可供游客观瞻以外,“百骑大栗树”的经济价值极为珍贵。它的坚果含有大量的淀粉、糖、脂肪和蛋白质,既可炒食,又可加工成罐头。产量高,质量也好,很受当地人的欢迎。
如今,这棵“百骑大栗树”虽然经历了沧桑磨难,但仍然郁郁葱葱,生机勃勃,每年开花结果时,都能引来大批采栗子的人。
48.最长的植物
20世纪20年代,一位植物学家深入我国云南地区的原始森林。在那里,他看到了一幅前所未见的景象:一个个藤圈密密匝匝地绕在树木之间,像是有一只看不见的手在玩着莫名其妙的游戏!
植物学家想:这地方人迹罕至,是谁有那么好的兴致绕出那么多的藤圈?
他走近仔细观察,这才知道造成藤圈奇观的不是别人,正是大自然本身。
原来,这种藤条叫白藤,属棕榈科,茎只有4、5厘米粗,但长度却达200~300米,有的甚至达400~500米,堪称世界之最。
白藤十分纤细,它们又是怎样爬上树梢的呢?奥秘就在于白藤的浑身上下都长满小刺。风吹着细细的白藤在林间晃晃悠悠,一旦碰到了大树,倒长的钩刺就紧紧扎住不放。以后,白藤就一边爬,一边长出新的钩刺刺进大树表皮。它爬呀爬呀,待白藤爬到树梢尽头,它就折转身子向下爬,接近地面时又翻转身子,如此循环往复,便形成了天然的藤圈。
白藤生活在密林之中,只有顶端才可能接近阳光,所以,它的茎干下部全是光秃秃的。
我国的广西、广东、福建、云南等地都盛产白藤,它的茎干又软又韧,可以做藤椅、藤榻和藤篮等藤制品。在医学上,白藤还具有解毒的功能,它的全株都可以入药。
49.最大的花
1818年5月20日,英国探险家莱佛士当时正在印度尼西亚苏门答腊岛的丛林里考察。忽然,他闻到了一种难闻的臭气。循着臭味一路寻去,莱佛士发现,臭气是由一种巨大无比的花朵散发出来的。它的直径达到1米,中央长着一个口小肚大的“坛子”,6片肉质的花瓣从“坛口”的边缘伸出。这些花瓣颜色呈暗红色,上面缀有白斑。莱佛士将这怪花称作大花草。以后,人们便将莱佛士这一姓氏作为大花草的学名。
如今,科学家们已经弄清楚了,大花草是靠寄生生活的植物,它既无根,又无叶,也无茎,而仅仅将花茎寄生在白粉藤的身上。初时,只能看到寄生部位的开裂,后来便可见到一个小包。以后,小包慢慢长大,9个月后竟变成一朵大的“卷心菜”。突然有一天,“卷心菜”开放了,它紧紧包裹着的“叶子”向空中舒展开来,散发出一种如同腐肉发出的臭气,招引了许多苍蝇和甲虫前来吮吸花蜜。
数天以后,大花草的花瓣颜色开始变暗,变黑,最后便变成一堆“稀泥”。然而,正是这堆“稀泥”又孕育着未来的花中之王。
植物学家告诉我们,大花草的重量虽然可达10多千克,但种子却出奇的轻。这些种子常常黏附在大象的脚底,到各地去安家落户。
大花草一共有12种,它们全都生活在南亚一带的热带雨林中。由于环境的变化,它们的生存正受到越来越严重的威胁。
50.植物的活化石——水杉
水杉枝繁叶茂,树姿优美。春来嫩绿,夏至青葱,入秋变黄,临冬转红而叶色多变,因其“前无古人”被誉为植物的“活化石”,成为深受人们喜爱的名贵树种。
水杉为松科落叶乔木,其树身高大挺拔,树高可达40余米,枝条层层舒展,形如宝塔。水杉生长迅速,每年可长高0.3~0.8米,生长10年树高可达10米,20年即可成材。水杉适应性强,遍布欧、亚、美洲,北到阿拉斯加,南到赤道以南的爪哇,都可见到它的身影。
水杉为何被称为植物的“活化石”呢?这要从它的身世说起。在几十万年以前,地球上广大区域里,都生长有繁茂的水杉类植物。后来,由于北半球北部冰川的影响,水杉类植物遭受严寒而基本灭绝了。近代,人们只在它生长的地层中发现约10种水杉化石。人们一直都以为水杉这种植物已经灭绝。一直到20世纪40年代,我国科学家在四川万县、湖北利川市首次发现活的水杉植株,其中,“天下第一”的水杉王就生长在湖北省利川市的谋道乡,当然,该市的小河乡也是水杉树的聚居地之一。这一发现立即震动了世界科学界,这种水杉树便被誉为“活化石”。1975年,国务院把水杉列为我国一类珍贵树种。
为什么能在我国发现活的水杉呢?据研究发现,我国处于较低纬度,冰川时期大部分地区并未被冰川所覆盖,与欧美大陆冰川地区有较大区别。冰川的活动范围较小,整个地势略呈突起向南倾斜的马蹄形盆地,成为了植物的避难所。许多植物在这种特殊地貌的环境中被保留下来,水杉就是其中之一。
现在,我国已采取了一系列的措施保护水杉,使它能更好地生长、繁衍。同时,水杉的聚居地也引来了众多的外国友人,水杉树被远播到他乡列国。
51.“东方珍珠”板栗
板栗是我国特产,它是一种优良的干果树种。我国板栗具有四大特点:历史悠久,分布范围广,产量多,质量好。这些方面均属世界领先地位。
板栗,通称栗子,属壳斗科,落叶大乔木,树高达20米,胸径1米以上。栽培后,一般5~7年即开花结果,15年进入盛果期,经济寿命为50~80年,少数200多年的老龄树仍结果累累。山东省沂水县有一颗树龄300年的大板栗,年产板栗200多千克。板栗同枣、核桃、柿子等一样,都是一年种多年收的“铁杆庄稼”。
板栗在我国分布很广,地跨温带、亚热带和热带,以黄河流域和长江流域各省为集中栽培区。全国有板栗林面积25万多公顷,年产板栗约1000多万千克。主产区为河北、北京、山东。
板栗果实营养丰富,含蛋白质10.7%,脂肪7.4%,糖10%~20%,淀粉60%,以及少量维生素和脂肪酶等。可生食、熟食、妙食,做菜食,还可制作各种精美糕点,自古以来被视为上等食品。
北方栗子特别是河北迁西的栗子,肉质细腻甜香,驰名中外,为传统的出口果品,在国际市场上称为“中国甘栗”,在日本享有“东方珍珠”的声誉。
板栗木是很好的经济用材,材质坚硬、抗湿、耐腐,是做枕木、桥梁、车船、建筑、家具和雕刻的优良用材。树皮、壳斗、嫩枝、木材髓部均含有鞣质和单宁,可提取拷胶。树皮、栗花、果壳、树根均可入药,能治疗喉疾、火霉、瘰疬、赤白痢疾等疾病。栗花又是蜜源植物。板栗树也是很好的绿化树种,多种植板栗,既有利于国土绿化,又能增加农民收入,利国利民,一举多利。
52.万能杉木
杉木,属杉科,常绿大乔木,树高可达30~40米,胸径3米多,树冠尖塔形,树干通直圆满。杉木在我国分布很广,栽培区域达16个省区。
杉木原产于我国,是我国特有的主要用材树种,也是最古老的孑遗树之一。远在周代就有记载,《尔雅·释木》篇中称杉木为“炎占”。我国栽培杉木,至少也有1600年的历史。晋代咸和四年(公元329年),陶侃任长沙太尉时,曾种杉于岳麓山,人称“杉庵”。直到清咸丰二年(公元1852年),太平军攻打长沙,杉庵在战火中被毁。照此推算,陶侃种植的杉树存活了1500年。
杉木是速生丰产树种和长寿巨大树种,中心产区8年即可成材。20年生的杉树,每年胸径增加1厘米、增高1米。贵州省习水县西南8千米的东皇镇太平村下坝有株罕见的巨杉,树高44.66米,胸径2.5米,胸围7.85米,树冠幅宽达22.66米,主干材积达48立方米。经国内专家多次观察认定,习水太平巨杉是我国现存杉树中最为高大的一棵,被认定为全国“巨杉之冠”,取名为“中国杉王”。
杉木的用途很广,被誉为“万能之木”。杉木多用作各种建筑、造船和车辆材料。我国历代帝王建造宫殿、陵寝等,都要用杉木作为栋梁之材。北京城内不少金碧辉煌的古建筑,都是采用杉木建造的。
杉木纹理通直,结构均匀,不翘不裂,内含“杉脑”,气味芳香,防腐、抗虫、耐水浸,早在汉代就被作为棺椁的上等用材。1972年,长沙马王堆一号汉墓出土的棺椁板,用的就是杉木,历经2000多年而不腐,并且有效地保护了尸体。
53.“虚心守节”的翠竹
我国乃物华天宝之国,在长城以南的大半壁疆土上,到处都有翠竹分布。竹类资源之丰富和使用竹子的历史之悠久,均居世界首位。
全世界有竹类50属,我国就占有30属300多个品种。各类竹林面积近330多万公顷,其中产量多、经济价值大的毛竹有230多万公顷,占全部竹类总面积的70%左右。毛竹是竹类中的“巨人”,一般高10~15米,胸径10~16厘米,最高的可达20米以上,胸径超过20厘米。
竹子是多属性植物,它具有以下特性。
适应性强山地、平川、沟谷、河畔、庭院、公园都能够“安家落户”。
守节不变竹子出笋时多少节,长成大竹还是多少节。
生长快竹笋一经出土,拔地而起。在一般情况下,两三个月可长成大竹,三四年即可成材。
繁殖力强竹子栽培后,子而孙,孙而子,几年即形成大片竹林。
用途广我国人民使用竹子可追溯到史前时期。从古至今,在生产和生活领域里,竹子得到最广泛的应用。宋代大诗人苏东坡描述岭南人:“食者竹笋,庇者竹瓦,载者竹筏,爨(音cuàn)者竹薪,衣者竹皮,书者竹纸,履者竹鞋,真可谓不可一日无此君也。”
竹子形态优美,婀娜多姿,经霜雪而不凋,历四时而常青翠,是森林中的闺秀,自古以来为人们所喜爱。
54.古老的珍稀树种珙桐
珙桐别名水梨子,落叶乔木,树高可达20多米,是距今6000万年前新生代第三纪古热带植物的孑遗树种,为我国所特有。珙桐分布在四川、湖北、湖南、广东、广西、贵州、云南等省区的深山区,它同水杉、银杏、银杉等古老树种一样,被誉为植物“活化石”,列为我国一类保护树种。
珙桐多生长在海拔1600~2000米左右的森林中,有散生的,也有成片分布的。四川卧龙自然保护区内,就有一片600~700公顷的珙桐原始林。珙桐树形端正,树干通直,茂密的枝杈向上斜生,好似一个巨大的“鸽笼”。每年四五月间开白花,花由一簇簇雄花和一朵两性花组成近似于球形的头状花序,花色紫红,像鸽子头;花序生长在嫩枝的顶端,花没有花萼和花瓣。花序有总花梗,其上长有2~3枚大型乳白色的苞片,看上去整个花序被乳白色的苞片所遮蔽,像伸展着的鸽翅。当山风吹来时,“鸽笼”摇荡,“群鸽”在“鸽笼”里随风摇摆,酷似翩翩欲飞的白鸽,故有“鸽子树”之称。
在湖北省秭归(今兴山县)王昭君故里,至今还流传着鸽子传书的动人故事。相传王昭君和亲出塞后,带去了一群白鸽,她常怀思乡之情,每逢年节都要朝南三拜,并派白鸽传递家书。有一年春天,一群白鸽衔着家书,搏风雨、穿云雾,飞过九十九道河,翻越九十九座山,飞回昭君故里万朝山下。因山高路远,群鸽极度疲乏,栖息于珙桐树上,一瞬间,变成一朵朵大而美的鸽子花。从此,每年春末夏初,“鸽子树”开花,代昭君向故里的父老乡亲们问好。
我国已将珙桐列为一级保护植物,在湖北、湖南等地的林业科技工作者的努力下,已经成功培育出新的珙桐树苗,不但在国内种植,而且还像白鸽一样,带着中国人民的深情厚意,漂洋过海,飞到世界五大洲去安家落户。
55.“绿色医院”是怎么回事
有病到医院里去求医治疗,这是人所皆知的事。可你知道绿色的森林也能治疗某些疾病吗?这就是目前在国外比较盛行的一种“绿色疗法”。
森林中的绿色植物在进行光合作用时,能吸收二氧化碳,放出氧气,满足人类的需要,使大气中的碳氧循环保持平衡,而且还能吸收环境中的有毒气体,杀死空气中的细菌,有利于人类的健康。据科学家测定:1万平方米的树木每天可吸收1吨的二氧化碳,放出730千克的氧气。如果有10平方米的树,就可以把一个人呼出的二氧化碳全部吸收掉。树木还可以吸收有毒气体,每1万平方米的垂柳在生长季节,每天可吸收10千克二氧化硫;1万平方米刺槐,每天可吸收氯气40千克;加拿大杨、桂香柳等树还能吸收醛、酮、醇、醚和致癌物质安息毗琳等毒气;松树、榆树、桧柏等树木能分泌出一种挥发性的植物杀菌素,可以杀死空气中的细菌。据研究,1万平方米松柏林,1天能分泌出60千克杀菌素,故有“天然防疫站”之称。
森林同时会产生一种对人体极为有益的带电负离子。负离子具有调节神经系统和改进血液循环的功能,可以镇咳、止痉、镇痛、镇静、制汗和利尿,所以人们把它誉为空气中的“维生素”。如果有烧伤病人在做过手术后到林区里呼吸负离子空气,就可以加速伤口的愈合。患有气喘病、流感、高血压、风湿性关节炎、神经性皮炎等疾病的人,到林区里进行疗养,可以收到比吃药、打针还要好的效果。
森林中的树木分泌出的一种植物杀菌素,可以杀死结核、伤寒、痢疾、霍乱、白喉等病菌,所以,森林可以作为治疗结核病和肺气肿病的“医院”。病人在这里只要每天清晨和傍晚到林中呼吸1~2个小时带有杀菌素的空气,就可以起到治疗的作用,坚持数月,病情会大有好转以至痊愈。
这种“绿色医院”具有不需要设备、成本低、疗效好、没有副作用等优点,所以这种疗法在欧美和日本一些国家被采用后,很受人们的欢迎。
56.植物——“绿色吸尘器”
粉尘有害人体健康,这是大家都知道的,但是,你知道社会发展到今天空气中的粉尘之多,危害之大吗?你又知道那神奇的“吸尘器”是什么吗?
在古代,空气中的粉尘主要是来自地面上的细小尘土。到了工业不断发展的今天,在空气中的粉尘,除了尘土之外,更多的是各种各样的金属和矿物质的微小颗粒。特别是工业使用煤和石油燃料在燃烧时放出的烟尘,卷入到空气中的数量大得惊人。据测试,每燃烧1吨煤至少有3千克粉尘上天,多的可达11千克。这些粉尘中只有10%比较大的颗粒沉降到地面,而有3%的小颗粒在空中飘游。如果发生一次大的火山爆发,就会有1亿立方米的细小颗粒喷出。据载,全世界每年大约向空中排放1亿多吨烟尘,1500万吨二氧化硫。全世界每年因发生火灾而使约66.7公顷的森林被烧毁。燃烧100千克干柴,排入大气中的粉尘约为2千克,那么,约66.7公顷的森林火灾,就有5亿吨粉尘进入大气中。
这些粉尘在空中分布也不均匀。一些工业集中的城市,空气中的粉尘可多达30~40种,每年光是沉落地面的粉尘,在每平方千米的面积内就有500~1000吨,多的地方可达5000吨。如果把大气中飘游的粉尘平铺在地球表面上,厚度约达0.5厘米。飘游在空气中的这些粉尘,多是对人体有害的。如果空气中飘游的粉尘的浓度达到每立方米含100微克的时候,儿童呼吸道受感染的人数就会显著增加;含200微克的时候,慢性呼吸道疾病的死亡率就会显著增高;含300微克时,呼吸道疾病和心脏病死亡者就会突增。这些粉尘同其他有毒气体混合一起,在阳光照射下,能形成毒性很强的光化学烟雾,容易引起各种癌症,直接危害人的生命。如何控制这些有害人体健康的粉尘对环境的污染,方法有很多,而大量植树造林则是一种重要的措施。
据研究人员测试,约0.2公顷杉树林,每年可阻留粉尘22吨;约0.2公顷松树林,每年可以阻留粉尘26吨。在城市里,绿化的地方比不栽树的地方粉尘降落量要少23%~25%,空中飘尘量要少37%~60%。就连树木在落叶的冬天,其枝干也能使空中的粉尘降低18%以上。树木和其他一切绿色植物所以有吸尘能力,主要在于它们有着庞大的表面积。约0.2公顷正常生长的草地,它的叶片和茎表面,可达占地面积的22~38倍;一株生长多年的松树,它的针叶连接起来,约有200千米长,加上树的枝干表面,总面积在900平方米以上;0.2公顷生长繁茂的阔叶树林,仅叶面积就有占地面积的75~80倍。树木等绿色植物同空间有着这样大的接触,就好像一张张的嘴巴,伸向空中,把粉尘吸了进去。
树木吸收粉尘的第二个绝技是“抓俘虏”。粉尘在空中飘游需要借助风的力量。粉尘颗粒的大小不同,所需要的风力也不一样。如直径0.03毫米的粉尘移动时,所需要的风速是每秒0.25米,而直径1毫米以上的粉尘移动时,则需要每秒11米以上的风速。没有相应的风力,粉尘是无法飘游的。树木有降低风速的“魔力”,当粉尘经过树木时,突然失去飘游的动力,只好被迫降落,于是便成为了树木的“俘虏”。
绿色植物吸收粉尘的第三个绝技是它有特殊的捕捉粉尘的工具。这种工具就是它那叶面上许许多多的绒毛和大量的黏液,多数树叶的叶面,每平方厘米的面积长有绒毛约1000~2000根,分布的粘液有0.1~0.2毫克,只要粉尘落上就别想逃走。它虽不能把粉尘吞下吃掉,但可以把大量粉尘收集起来,待下雨时借助雨水把粉尘送到地面。粉尘落入林内,如同掉进了万丈深渊,再也不能回到空中到处飘游,污染环境。
每时每刻,绿色植物都在默默地过滤着空气中的粉尘,净化着人类的生存环境,故被称为“绿色吸尘器”。
57.树中的“寿星”
公元19世纪,著名的德国自然科学家亚历山大·冯·洪德堡,来到了位于非洲西北岸、大西洋中的加那利群岛。
在那里,洪德堡看见了一棵被风刮倒的大树。这棵大树树高约15米,主干的直径将近5米。大风将它从离地3米处吹折,吹折处的直径超过了1米。
看到如此好的一棵大树被风吹倒,洪德堡心中大呼可惜。不过,他又想:这是一个好机会,何不乘此机会测量一下年轮的数目,看看它到底活了多少年。
可是,树干的内部已经被蛀空了,根本无法研究这棵大树的准确年龄。他只好数了一下树干外圈的年轮。嘿,还真不少!竟有2000多圈。加上蛀去部分的年轮,洪德堡估计,大树的年轮约有8000多圈,换句话说,它已经活了8000多年!
这棵大树就是赫赫有名的龙血树,一种属于单子叶百合科的常绿乔木。在一般情况下,龙血树可长到20米高,它的主干的直径常超过1米。为什么普通的单子叶植物,比如玉米、小麦等植物,茎干不能无限制加粗,而龙血树却能不断长粗呢?原来,这是因为龙血树茎里的薄壁细胞终生都能分裂,茎的直径因此就逐年增加。
龙血树的形体非常美观,它树形婀娜,呈“Y”型。叶略带白色,似根根小剑倒插在枝条的顶端。全世界共有150多种龙血树,它们全都生活在热带森林中。
龙血树因能分泌紫红色树脂而得名,这种树脂俗称“血竭”,有异香,可止血,也可治疗跌打损伤。正因为“血竭”有如此大的药用价值,所以我国的科学家一直在寻找生活在中华大地上的龙血树。
功夫不负有心人。1972年,我国植物学家终于在云南西双版纳的石灰岩上,发现了大片的野生龙血树。从此,依赖进口“血竭”治病的日子一去不复返了。
过去,人们一直认为龙血树是树中的“寿星”。因为在植物界中能活到8000多岁的除了龙血树,实在找不出第二种树。但最近有消息传出,在澳大利亚的昆士兰山中,有人发现了已经生活了15000年的一种苏铁科植物。是真是假,还有待进一步的查证。
58.南瓜能长多大
南瓜是葫芦科一年生蔓生植物,卷须分枝。花单性,花冠钟形,雌雄同株。果梗有棱,果实形状多种多样,因品种不同而异。
南瓜在世界普遍栽培,我国也广泛栽培。它是价廉物美的蔬菜。南瓜的种子是美味食品,还可入药,能驱除绦虫和血吸虫。
南瓜的果实可以长得很大。美国各州每年都有南瓜比赛。加利福尼亚州曾举行过世界上第一次国际南瓜锦标赛,来自加拿大温索尔市的一个大南瓜,重171千克,战胜了美国彭塔卢马市的一个重143千克的大南瓜。美国来自卡斯特罗谷的一位农民也曾以他种的218千克的大南瓜获得过加利福尼亚州南瓜比赛的第一名。加拿大新斯科舍省的农民迪尔,1983年收获了一个特大南瓜,达224.3千克。
1986年10月,美国新泽西州的雅各布斯敦的罗伯特·甘卡兹收获了一个大南瓜,重304.6千克,周长3.6米,赢得了国际南瓜联盟比赛的冠军。当然了,这项记录将来还会被突破。
59.最高大的树
望天树是我国最高大的常绿阔叶乔木。它是我国70年代新发现的稀有珍贵树种,产于云南南部励腊一带。在产地海拔700~1100米间低山山地可组成纯林,或组成优势森林群落。它的树型高大,常在40~65米之间,或者更高。它不仅树干高大通直,气魄雄伟,而且干形圆满,生长快,出材量高,材质优良,耐腐性强,适宜做胶合板、造船、建筑、桥梁、乐器、体育器材、高级家具及细木工材料等。
澳大利亚的杏仁桉是植物界的“高个子”,有棵杏仁桉高达156米,直径约10米,估计重约2000吨,是世界上最高的树木。杏仁桉由于树体高大,吸水量特多,人们往往将它种植在低湿的土地上。由于这种树的种植,沼泽地变成了干燥地,蚊子失去了滋生的环境,有效地防止了疟疾的传播,当地人就给它起了“防疟树”的美名。杏仁桉为桃金娘科桉属植物。桉属植物全世界有600种以上,我国引种桉树约有80多年的历史,共80余种,主要栽培在温暖湿润的南方。桉树适应性强,耐瘠土,凡是广种桉树的地区,到处变得绿树成阴,木材自给有余,还遏制了疟疾的发生。桉树的枝叶可提取各种不同的桉油,在工业、医药和选矿上有很高的经济价值。我们平常吃的桉叶糖就是用桉油制成的。
60.有趣的蛋树
不久前,蛋树在美国风靡一时,种植成风,庭院里,屋前屋后,都有广泛栽培。不久,它又从美洲传到了欧洲。
蛋树像小灌木那样,有50厘米高,茄科,模样像一株番茄树,但叶子要阔一点。开紫色的五角形小花,结的是一只只白色的、椭圆形果实,表面坚硬而光滑。看上去仿佛绿叶下悬挂着一只只鸡蛋,饶有情趣。成熟后可以生吃,味道像“甜瓜”。它还可以做冷盘菜,也可以红烧了吃。
说来有趣,据法国自然博物馆的助教伊夫·德朗日说,蛋树最早来自中国。200年前,西班牙人把它从亚洲带到了美国的佛罗里达州。
蛋树的重新发现是很偶然的。1978年,有个美国人不小心摔了一跤,在地上看到了一粒种子,他好奇地拾了起来,并把它种在园里。不久这棵小树长出一种奇异的白色的“蛋”,他将它大量繁殖成幼苗,卖到市场上去,得到了惊人的欢迎,2个月里就售出了10万株。而且,不久在美国还成立了一个蛋树协会。
另一个法国人在佛罗里达州从美国人手中买下了蛋树在欧洲的专卖权,从1979年开始,他接待了来自世界各地的蛋树批发商,8个月里就成交了1亿棵蛋树交易。从此蛋树传到了欧洲。
蛋树容易繁殖,种植也很方便,不需要特殊的培育,只要有水、阳光,它就可以生长。20℃左右的温度就可结出“蛋”来。
蛋树是喜温植物,它经得起夏日的暴晒,却受不了严冬的冰霜。现在,欧美国家用暖房来大量培育蛋树,蛋树热正方兴未艾,商店的橱窗也纷纷用它来装饰,以求增添新的光彩。
61.方形植物
假如问你:西瓜是什么形状?竹子是什么形状?蟒蛇是什么形状?你一定会正确地给予回答的。因为你吃过西瓜,用过竹子,在动物园里你也见过蟒蛇,你对它们的圆形身躯是太熟悉了。
数学家告诉我们,圆形物体耗材最省而容积最大,所以酒瓶、油瓶等容器总是圆形的。在自然界,生物多数也采用这种最佳设计方案。
可是天下之大,无奇不有,少数生物就生成一副方形模样。
1990年底的一则报道说,地处大瑶山的广西金秀瑶族自治县,有7位农民就捕获了一条身躯呈方形的大蟒,大蟒身长4米多,重达40千克。
方竹已为许多人所知晓,尤其是在贵州的桐樟县。我国共有6个方竹品种,桐樟境内就有5个。
方竹之外,还有方柿。方柿又称四棱柿,食之甜美可口。
1985年,在浙江山区新发现了一种奇特的方树,共120多株。树的主干株株成方形,棱角分明,树皮呈黄绿色。专家们从不知道这种树,现正在探究它的来龙去脉。在美洲巴拿马地区也曾发现过这种奇树,这种树不仅树身是正方形的,连年轮也是正方形的。人们也在努力地研究它。
除了自然变异而由圆变方的生物品种,人们正按照自己的意愿和需要让圆滑的生物变得棱角分明起来。例如,1984年香港曾培育出一种体形四方的瘦肉猪种,谓之“四方猪”。
10多年前,日本培育出了方形西瓜。美国培养育出了方形西红柿,轰动一时。然而我国早在明代就有方形葫芦在市场上出售了。有些葫芦上“又有突起成字为一首诗者”,为什么会有方形西瓜和方形葫芦呢?这是人工加工的结果。原来,在西瓜或葫芦初生时,就用木板围成四方,强行使它们长成方形,若在木板上事先雕刻诗句,那么,葫芦和西瓜上面就会“长出”诗句。
育种家为什么要花力气去培育方形品种呢?原因是:方形树木可减少建筑用材的损耗。方形蕃茄可方便机械采摘,能提高采摘的速度和质量。方形西瓜是在方框中结瓜的,这就不愁虫害的侵袭。方形瓜面积较小而且不会滚动,这就便于运输。加之方形瓜小巧玲珑,纹理美观,于是成了受欢迎的礼品。
62.金松之娇
金松是常绿乔木,高达30~40米,胸径3米。它是现代于古植物之一,它的树形端正,仪态万方,是世界五大庭院树木之一。
金松又名日本金松、伞松,属杉科。叶分两种类型:一种是由两片针叶愈合成狭长线形叶,扁平而厚,深绿有光泽。另一种是黄褐色鳞状小叶片。4月上旬开花,雌雄同珠,球果卵状长椭圆形,10月成熟,种子有狭翅。
在我国杭州、上海、青岛、南京、庐山、武汉等地均栽植有金松。
63.能够自卫的树
人和动物在遭到威胁时,都会进行自卫,那么植物可不可以自卫呢?
美国东北部生长着大片橡树林。1981年,一种叫舞毒蛾的森林害虫大肆蔓延,把400万公顷橡树叶子啃食得一点不剩,橡树林受到了严重危害。可是,1982年,当地的舞毒蛾却突然销声匿迹,而橡树叶子却郁郁葱葱,生机盎然。这使森林科学家们感到非常奇怪,因为舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫,大面积虫害更难防治。而且,自从舞毒蛾为害以来,当地既没有派人捉虫,也没有施用杀虫药剂,舞毒蛾怎么会自行消失呢?通过分析橡树叶子化学成分的变化,科学家发现了一个惊人的秘密:在遭受舞毒蛾咬食之前,橡树叶子中含有单宁酸很少,而在咬食之后,叶子中单宁酸大量增加。单宁酸跟害虫胃里的蛋白质结合,使得叶子很难被害虫消化。吃了含大量单宁酸的橡树叶子,害虫浑身不舒服,变得食欲减退,行动呆滞,不是病死,就是被鸟类吃掉。依靠单宁酸这样奇妙的自卫武器,植物居然战胜了动物!
此外,在阿拉斯加,也发生过这样有趣的事。1970年,阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖发展非常迅速。它们啃食植物嫩芽,破坏树木根系,严重威胁森林的存在。
眼看大量森林就要遭到毁灭,这时,野兔却突然集体生起病来,有的拉肚子,有的病死,几个月之内,野兔数量迅速减少,最后在森林中消失了。野兔怎么会突然消失呢?科学家发现,森林中所有被野兔咬过的树木,在它们新长出的芽、叶中,都产生一种叫萜烯的化学物质。就是这种物质使得野兔生病、死亡,最终远离这片森林。
以上事实引起植物学家们的极大兴趣。森林战胜舞毒蛾和野兔,能不能算是植物的自卫呢?
为了回答这些问题,英国植物学家厄金·豪克伊亚对白桦树林进行了大量观察研究。他发现,白桦树在被昆虫咬伤后,树叶中含有的酚会增加,这样,叶子对昆虫的营养价值就降低了。通常,酚类在叶子遭到昆虫咬食后的几小时到几天内就生成,这能抑制昆虫的进攻。这种酚的形成是暂时的,一旦害虫的威胁解除,叶子中的酚也会减少。如果白桦树经常受到昆虫侵袭,树叶中会产生一种长期抵抗昆虫的化学物质。别的有关科学家,也在枫树、柳树等其他植物叶子中,发现了树内酚醛、树脂等抵抗害虫的化学物质。根据这些研究,一部分植物学家提出,植物是有自卫能力的,它们在遭到昆虫或其他动物侵害时,能象动物一样,迅速做出自卫反应。通过体内的化学变化,产生出抵抗害虫的物质。
更奇怪的是,美国华盛顿大学戴维·罗兹还发现,当柳树受到毛虫咬食时,不但受到咬食的柳树会产生抵抗物质,而且3米以外没有受到咬食的相邻的柳树也会产生抵抗物质。也就是说,植物还能“互通情报”,进行集体自卫!美国达特默思学院的伊恩·鲍得温也发现,糖槭树受到昆虫袭击时,不但受到袭击的树产生抵抗物质,而且还产生挥发性化学物质,通过空气向四处散发,像“防虫警报”一样,使周围的糖槭树也产生抵抗物质,做好自卫准备。罗兹和鲍得温报道了这样奇妙的植物“集体自卫”现象,他们也认为,这是植物特殊的自卫现象,植物能够进行自卫,能够为自卫而进行化学通讯。
然而,有的植物学家不同意植物能够自卫的说法。他们认为,自卫是有目的的反应,植物没有神经系统,没有意识,不可能产生自卫行为。他们还指出,尽管人们发现了一些能产生抵抗物质的植物,但是种类并不多,还有许多植物并不表现这种所谓的“自卫”能力。
植物有没有自卫能力?这一争论引起众多植物学家、生态学家的注意。使研究者们困惑不解的是,植物没有感觉神经,没有意识,它们是如何感知害虫的侵袭,又是如何调整体内化学反应,去合成一些对于自身生长代谢并无作用,却能使害虫不感接近的化学物质?它们又是怎样散发和接受化学“警报”,协调群体抵抗害虫的“行为”呢?只有弄清这些植物生理学机理,才能最终解开植物自卫之谜。
64.花的特殊本领
古巴有种花,一到傍晚就发光,像千万只萤火虫。发光的原因是花蕊中含有大量的磷。人们称之为“会发光的花”。
在我国青海、新疆有一种能报时的花。春夏之际,在青海湖畔和新疆的玛纳斯草原,到处盛开着艳丽的花儿。橙红色的蝶花在中午时开,淡黄色的花在早晨8点左右开,灰色的烛状花在下午6点开。
在新西兰有一种报雨花。当空气中的湿度升到一定值时,它的花瓣就萎缩包卷起来;而当湿度降到一定程度时,它的花瓣又会慢慢地伸展开来。当地居民们出门时总要先看看它,如果花开得很精神,就预示着不会下雨;如果花萎缩不展,就说明天要下雨了。
我国广西桂北山区有一种罕见的花卉植物,当地人称它为“魔术花”。这种花每到春季就长出形似桂花的小花苞,4~5月间,每棵树约有600~700百朵花相继开放。最为奇特的是,这种花从花开到花谢阶段会有规律地喷射出一个个白色的、直径约3厘米的环形烟雾,喷到20厘米长才消散。而后花朵就由红晶体变成透明的水晶花。这种奇观每年一般可持续40天之久,直到花朵完全凋谢为止。
印度尼西亚有一种能预知火山爆发的花。每当它开花之后,当地便会发生火山爆发。因此,当岛上居民见到这种花开放时,就搬到安全的地方,以躲过灾祸。人们也叫它为“会报警的花”。
在非洲扎伊尔惹与湖的水面上有种荷花,它的花盘很大,在花的茎部有4个气孔,气孔的内壁上覆盖着一层润湿的花膜,好像贴在笛孔上的芦花一样。微风吹来,气流进入气孔,振动了花膜,就发出响声,好像笛声。因此人们称这种花为“会吹笛的花”。
在印度尼西亚苏门答腊的森林中,有一种花的直径为1~1.5米,花瓣厚度有1.4厘米左右,每朵花重达5~8千克,花里能坐一个大胖子。
65.会泌盐的草
从锦西一直到广东省电白的沿海滩,不少地方都长着茂密的大米草,好像一条绿色的绸带。
大米草属禾本科多年生草本,丛生,是一种喜水耐盐的植物。它的秆直立,根状茎粗,能迅速蔓延,叶片线状,再生能力强。大米草原产于英国沿海地区,我国引种后生长良好,经过天然杂交,比欧洲海岸的大米草和美洲互生大米草的植株高大。
海滩地带土壤中,含有大量的盐分,其他的植物都不能生长,只有大米草还可以生长呢。
为了避免盐分过多的伤害,大米草的体内不累积盐分,而是通过叶子背面的盐腺分泌盐,把体内多余的盐分排出体外。含氯化钠的液体分泌到叶子的表面,待水分蒸发掉后,分泌液中含的氯化钠慢慢地变成盐类的结晶,遗留在叶的表面。这些遗留在叶子表面的盐分,经风一吹、雨一洗,就纷纷掉下来了;或者到了秋天叶子黄时,随着脱落的叶子而脱离植株体。人们把这种能分泌盐的植物,称为泌盐植物。
具有分泌盐这种特殊功能的植物,不仅仅只有大米草一种,像生长在我国甘肃、新疆等地的瓣鳞花,生长在海滨的马牙头,红树林中的白骨壤(海揽雌),以及怪柳、胡杨等,都属于泌盐植物。
66.会捕猎的草
捕蝇草是北南卡罗来纳州的土产,属许多食肉植物中的一种。它靠把动物的蛋白质消化成简单的可溶氨基酸为生。它的叶子长在中间,它那像丝一样的叶子平时是伸展着的,露出鲜红的叶心,当昆虫落在它的上面时,那伸展的叶子立刻就会合起来,紧紧地夹住昆虫,而后这种植物的消化液便在小昆虫身上起作用。
捕蝇草从捕捉昆虫到把它消化这一过程通常要10天,尔后再次张开,把不能消化的部分(如翅膀和鳞片)排除掉。
猪笼草是维纳斯捕蝇草的近亲,生长在美国北方,有一个不大、形如水罐子的囊袋从它的叶间长出。当小昆虫被它的气味诱入圈套、爬过光滑的罐口时,往往失足掉进罐底。袋内生长的浓密硬毛使得这个牺牲品无法爬出罐外,并且很快死于有毒的消化液中。
最高明的杀手或许是狸藻了。狸藻通常生长在热带地区的池塘,或流动缓慢的小溪流里,或扎根于淤泥,或逐风而飘。它的叶细长,有多个叶面,每叶上都长有一打左右的小袋囊。这些小袋都是捕捉器,入口是一个只能从外面推进而无法从里面推开的门,昆虫从这里被吸进去。
不是所有捕捉昆虫的植物都有机械装置,比如毛毡苔便是用“捕蝇纸”捕捉虫子的。北美澳大利亚和南非的毛毡苔是一种有甜味的植物,它的花能杀死粗心大意的昆虫。它的针垫中部有粘性很强的胶,昆虫一旦飞在上面就会被紧紧粘住。然后,闪闪发光的针头弯下来把昆虫缠住——毛毡苔就开始它的美餐了。
捕蝇薰通常生长在北半球,是一种多叶植物。它平直地躺在潮湿多苔的地上,等待着昆虫的到来。当飞蛾和蜜蜂飞到它上面觅食时,捕蝇薰就分泌出一种粘液把昆虫粘住,再卷起叶子缚住昆虫,随后再分泌出消化酶来消化昆虫的蛋白质。
67.榕树传授花粉的绝技
榕树在我国南部地区生长得郁郁葱葱,姿态万千,构成了自然界的一大奇观盛景,而它传授花粉的“绝技”则更为奇妙有趣。
榕树没有艳丽多姿的花朵,甚至像无花果一样,人们根本就看不到它开花,但它却又是靠昆虫来传授花粉繁殖后代的。那么,它是靠什么“绝技”让昆虫来为其传授花粉的呢?
榕树有和无花果一样的特殊花序构造。它的花朵被包在肉质的花序托内,属于隐头花序。剖开花序才能见到很小的花,有雌花、雄花、瘿花3种。雌花有一个雌蕊,花柱细长;雄花往往有1~2个雄蕊;瘿花是一个特殊化了的不孕雌花,专门供昆虫寄居,它的花柱短、柱头宽呈漏斗状,可供昆虫在里边产卵。有的花序托内同时生长着3种花,也有的只生长雄花和瘿花,雌花则生长在另一个花序托果内。果顶口由许多密生的苞片封住,蝴蝶、蜜蜂都无法进入传粉,风也无法吹进去传粉。那榕树以谁为媒介来授粉呢?它是专靠一种寄生于瘿花内的榕小蜂来为其做媒,传授花粉的。这种蜂很小,可以在2~3毫米的层花中藏身。当雌、雄花开放时,榕小蜂已成熟,雄蜂从樱花子房壁上咬开一个小洞爬出来,到处寻找雌蜂寄生的瘿花。雄蜂在雌蜂寄生的瘿花上咬开一个小洞,与雌蜂交尾。雌蜂交尾后,扩大雄蜂咬开的小孔,钻出瘿花。雌蜂有完好的翅膀和触角,可以飞向其他花序,产卵繁殖。雌蜂在产卵过程中,就为榕树做了“红娘”,为它传授了花粉。
榕树传授花粉,方法之奇特绝妙,是一般植物所不及的。为了“媒人”,榕树特设了瘿花这个“客房”作为容小蜂休养生殖的栖身之所,正是由于它们的相依为命,因而达到了共同繁荣的生殖目的。
68.接受太空信号的植物
1971年10月的一天,美国一位电子工程师乔治·劳伦斯和他的一位助手来到加利福尼亚州南方特梅库拉村附近的橡树林公园,这是一个类似沙漠一样荒凉的地方,他们的目的是为了记录野生橡树、仙人掌和丝兰发出的信号。
他们选好了位置,放好了仪器,便坐在离仪器约9米远的地方休息,吃点东西。当劳伦斯咬了一口肉肠后,发现仪器上那种稳定的哨音声被一系列清晰的脉冲干扰了。起初他以为,这信号可能是由于他杀死了香肠中的某些细胞而引起的,可马上又想到,肉肠中的细胞早已死了。劳伦斯对此感到非常惊奇,这种声音信号继续发出清晰的、连续不断的脉冲,长达一个半小时以上,一直到机器原来的哨音恢复,表明再没有收到什么才停下来。信号肯定来自什么地方,因为他的仪器始终向着天空。他怀疑这可能是某种东西或某人从外层空间发出的信号。
劳伦斯为想到这一问题而激动不已,在接下来的几个月时间里,他改进了他的仪器,名之曰“用于接收星际间信号生物动力站”。1972年4月,他把他那台精良的仪器,又对准了那次嚼香肠时对准的方向——大熊星座,做进一步的试验。打开发声信号几分钟以后,仪器开始收到一种虽短促但可找到规律的信号。劳伦斯说,在他监测天空的一个单一的地方时,大约每隔3-10分钟就可收到一次一系列迅速的脉冲,一直延续好几个小时。他不明白这种信号是从什么地方发来的,又是谁发出的。但是他认为极有可能是星际间的飘流物,为它们原来的星体执行什么任务。他说:“这些信号可能是在天体赤道上绕行,这个赤道上有稠密的星球。我们可以从这一星域获得某些东西,而不是从大熊星座。”
劳伦斯在莫洽维沙漠证实了他的第一次观测之后,又继续在他的实验室里做试验,将他的仪器指向同一坐标,让它日夜不停地监测。劳伦斯一等就是几个星期,有时几个月。终于收到了一种地球上发不出来的信号。
劳伦斯相信,总有一天人们能用电脑分析出录下的信号,可为它的性质提供更多的线索。因为信号发出极快,人手无法摘引其数据。但即使是使用电脑分析,也未必能获得什么乐观的结果,因为“这些信息具有某种属于个人的性质,当代电脑技术不能破译它们。”就连利用热能、环境压力、静电场以及重力变化的机械装置也不能承担截取来自外层空间信号的任务。劳伦斯设想,根据植物的特有属性,也许能承担这项任务。因此,劳伦斯正在努力研制一种生物型的监测器,与外层空间进行联络。
劳伦斯认为,从长远的观点看,与外层星系的生命进行接触是十分重要的,如果这一目标能够实现,那么,植物王国里的许多谜团都会被解开。
劳伦斯的研究逐渐得到了社会的承认。1973年6月5日,圣贝纳迪诺一家学院的研究部宣称,在劳伦斯的指导下,创办了世界上第一个生物体星际沟通联络的观察所。劳伦斯制定了他称之为“天体学”的新的信号接收联络系统。这个学院的院长爱德华·约翰逊说,由于无线电天文学不能察知来自空间的信号,学院支持劳伦斯的主张。无线电联络已经过时,以生物信号联系联络的方法应予以试验。
劳伦斯认为,也许植物是真正的与外星生物联络的媒介,因为是它们将早期的矿物世界转变为适于人类生存的栖息地。我们现在所要做的是消除任何神秘主义,要使植物做出反应,包括沟通联系,不应死抱着保守的物理学不放。我们的仪器制造应反应出这方面的行动。
如果劳伦斯的路子是对的,那么人们热情向往的制造出金属运载工具邀游广袤太空的设想,也将像哥伦布的“圣玛丽亚”号一样成为历史陈迹。劳伦斯指出,有智能的生物能够在顷刻间超过数百万光年的距离进行联络,我们可以不用太空船,而是用专门的“电话号码”去接触它们。尽管这项工作仍处于探索阶段,但它的生物动力野外站已经迈出了第一步。植物将作为美好、愉快和有效的合作者,去接通通向宇宙的电源开关。
69.“泌乳”的树
一些到摩洛哥西部游览的观光客,常为自己能够看到一种奇树而感到满足。
奇树的名字叫“彭笛卡撒尼特”,当地话的意思是“奶树”。奶树高仅3米多,全身红褐色,叶片呈厚皮革样,开的花十分洁白,开罢花便在枝头结一个奶苞。奶苞呈椭圆形,前端开口,成熟后便充满奶汁,稍一碰触,便从开口处流出黄褐色的奶液来。
令人啧啧称奇的是,奶树并不用种子繁殖。当成年的奶树长到一定时候,树根上便会长出棒状的小奶树来。
小奶树慢慢长大,已经到了要独立生活的时候。这时,老奶树便拼命分泌奶汁,使奶苞慢慢胀大,将乳汁一滴滴滴在地上,养肥了土壤。与此同时,长出小奶树的部位,其上方的老奶树的叶子忽然全部枯萎,露出头顶一方天空来。小奶树幼嫩的黄叶见光以后,马上变成绿色,独立地进行光合作用。
生在摩洛哥的这种奶树,专为后代分泌奶汁,而长于南美巴西亚马逊河流域的“牛奶树”,分泌的奶汁竟可以供人饮用。
牛奶树的树皮一旦被刀子割开,便会流出营养成分、味道都与牛奶相近的“牛奶”。每棵“牛奶树”每次产“奶”达3升。
70.“自焚”树
生物界真是千奇百怪。动物能“自杀”,植物也能“自杀”。
毛里求斯岛上有种棕榈树,可以活到100岁。突然,在一天中叶片全部掉落,然后干枯而死。人们发现这种情况,给它个外号“自杀树”。此树何以要“自杀”?何以要采取这种方式“自杀”?谜团至今未能解开。
在西班牙,生有一种能够“自焚”的树。它长到15岁以后,自身可以分泌出大量的树脂,这种树脂在低燃点下就能起火。于是,有时在骄阳下它们会“自焚”而成为一个巨大的火炬。
南亚热带森林中有些花草,由于花内含有过量的芳香油脂,它们在干燥季节也可能自燃。这正是引发森林大火的原因之一。
按理,生物在进化过程中应该具有自我保护机制,可这些植物却能“自杀”,真是不可思议。
1988年4月16日,上海市有棵树叶翠绿、躯干粗大的槐树突然冒出耀眼的火星,继而从树洞中窜出熊熊火焰。消防队赶到扑灭了火舌。可没隔多久,火焰又从树洞中钻出来,且越烧越旺,消防队员又花了半个多小时才让它熄灭,然而槐树依旧余烟缭绕。数百名群众虽目睹槐树“喷火”却不明究竟。
不过,有的树居然经得起烈火的“考验”。1990年12月5日,广西容县有株千年古树,由于小孩在树洞里玩火而燃着。消防车、抽水机立即前去灭火,可高压水龙头无能为力,火苗越烧越旺,烈火接连烧了两天三夜。奇怪的是,劫后余生的古树仍然生机盎然。
71.地球是从太阳中“甩”出来的吗
许多科学家对地球的起源问题提出了种种假说。有的科学家认为,地球是从太阳中“甩”出来的。有的科学家认为,地球是由于太阳内部爆炸而“抛”出来的。还有的科学家认为,地球是其他恒星偶然掠过太阳附近时,由于引力作用从太阳中“拉”出来的。
18世纪50年代,著名的德国哲学家康德提出了一个“星云说”来解释太阳系的起源。他认为,一切恒星都由弥漫在太空中的特质微粒凝聚而成的,太阳也不例外。这种云雾状的物质微粒叫“星云”。他设想,形成太阳系的特质微粒一开始分布在比当今太阳系大得多的空间范围内,最初是一片混浊。在万有引力的作用下物质微粒互相吸引,引力大的微粒吸引周围引力小的微粒,逐渐形成了团块。比较大的团块成了引力中心体。中心体不断吸引四周的微粒和小团块,使自己逐渐变大,最后凝聚成太阳。在微粒被吸向中心体的过程中,微粒与微粒之间有时候相互碰撞,结果没有被吸附在中心体上,而是围绕着中心体旋转起来。这些微粒又各自形成小的引力中心,吸引周围的微粒,最后凝聚成行星。有一些没有落到行星上的微粒也经过同样的过程,凝聚成为卫星,围绕着行星转。这样便形成了有规律地运行的太阳系。
在康德之前,波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,指明地球是围绕太阳运行的,但是他没有解决地球起源的问题。康德的“星云说”似乎比较圆满地解释了太阳、地球和其他行星、卫星的形成和运行规律,虽然这些假说都有一定道理,但都不能完美地解释地球起源和种种问题。因而,地球的起源究竟在哪里,还是一个待解的谜。
72.地球转动之谜
众所周知,地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转,同时又绕地轴自转。因为这种不停的公转和自转,地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而,是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢?地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢?
人们最容易产生的错觉,是认为地球的运动是一种标准的匀速运动,否则,一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体的运动,看成是像上好发条的机械一样,准确无误。
其实,地球的运动是在变化着,而且极不稳定。根据“古生物钟”的研究发现,地球的自转速度在逐年变慢。如在4.4亿年的晚奥陶纪,地球公转一周要412天;到4.2亿年前的中志留纪,每年只有400天;3.7亿前年的中泥盆纪,一年为398天。
到了亿年前的晚石炭纪,每年约为385天;6500万年前的白垩纪,每年约为376天;而现在一年只有365.25天。天体物理学的计算,也就证明了地球自转正在变慢。科学家将此现象解释为是由于月球和太阳对地球的潮汐作用的结果。
石英钟的发明,使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟记时观测日地的相对运动,发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化:春季自转变慢,秋季加快。
科学家经过长期观测认为,引起这种周期性变化,与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外,地球内部物质的运动,如重元素下沉,向地心集中,轻元素上浮、岩浆喷发等,都会影响地球的自转速度。
除了地球的自转外,地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一椭圆,最远点与最近点相差约500万千米。当地球远日点向近日点运动时,离太阳越近,受太阳引力的作用越强,速度越快。由近日点到远日点时则相反,运行速度减慢。
还有,地球自转轴与公转轨道并不垂直;地轴也并不稳定,而是像一个陀螺在地球轨道面上作圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向,如北极点,而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指向的这种不规则,是地球的运动所造成的。
科学家还发现,地球运动时地轴向天空划的圆圈并不规整。就是说地轴在天空上的点迹根本就不是在圆周上的移动,而是在圆周内外作周期性的摆动,摆幅为9。
由此可以看出,地球的公转和自转是许多复杂运动的组合,而不是简单的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人,一边时快时慢、摇摇摆摆地绕日运动着,一边又颤颤巍巍地自己旋转着。
地球还随太阳系一起围绕银河系运动,并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息,这种奔波可能自它形成时起便开始了。
就现在地球在太阳系中的运动而言,其加速或减速都离不开太阳、月亮及太阳系其他行星的引力。人们一定会问,地球最初是如何运动起来的呢?未来将如何运动下去,其自转速度会一直变慢吗?
也许,人们还会问,地球运动需要消耗能量吗?若是这样,空消耗的能量又是从何而来?它若不需消耗能量,那它是“永动机”吗?最初又是什么使它开始运动的呢?存在着所谓第一推动力吗?
第一推动力至今还只是一种推断。牛顿在总结发现的三大运动定律和万有引力定律之后,曾尽其后半生精力来研究、探索第一推动力。
他的研究结论是:上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制,且给予了第一次动力,使它们运动起来。而现代科学的回答是否定的。那么,地球乃至整个宇宙的运动之谜的谜底究竟是什么呢?人类渴望早日找到破解地球转动之谜的密码。
73.地球未来的幻想
地球未来会怎样?对此,科学家们各执己见,争论不休。
有的科学家通过对阿尔卑斯山的调查研究,推断地球的半径比2亿多年前,即阿尔卑斯山开始形成时缩短了2千米。由此可以推算出地球的半径每年缩短0.01毫米。
有人说,地球长期以来一直在变大,所以才把本来包住整个地球的大陆撑裂了,现在这些裂缝还在继续加宽,说明它还在膨胀。
有人说,地球有可能会变成另一个金星。因为温室效应会使地球温度越来越高。到2100年,全球平均气温升高3℃时,海平面能够升高30米。照这样下去,过几万年或更久以后,地球会变得毫无生气,成为云遮雾盖的金星,那时,人类将在地球上无法生存。
有人说,地球未来会毁灭。首先是由于人为因素所致。人类不断使用矿物性能源,它们在燃烧中产生大量二氧化碳,聚在大气层中,阻止了热量向外散发,经过很长时间之后,地球表面温度会不断上升,因而两极的冰雪将会融化,海洋的水平线将会升高500米,所有的陆地都将被海水淹没。另外,核战争也会促使地球毁灭。其次是由于自然毁灭因素所致。由于构成地壳的6块主要浮动层正不断地缓慢移动,当这些地层板块互相碰撞时,地壳便会产生变化,因此,地震、火山爆发、海啸等现象将频频出现,这将给地球生物带来严重的灾难。气象学家预计,下次的冰河时期将会在2.5万年以后出现,这是由于地球地轴的方向正在慢慢地改变,到了2万年之后,即使在夏季,气候也会变得非常寒冷,所有生物都会死亡。三是由于来自太空的毁灭性打击,而造成地球毁灭。未来可能会有巨大的太空物体与地球相撞,从而导致地球毁灭。还有,太阳和月亮引力引起的潮汐,终将有一天会对地球造成可怕的损害。根据太空科学研究,潮汐的力量能把地球的转速拖慢。经过几亿年之后,月球可能距地球只有1.6万千米,这时,月球对地球潮汐的引力,可能是现在的1.5万倍,于是上千米高的巨浪将以每小时800千米的速度横扫地球。从而使地球上的生的毁灭。
地球的未来到底会怎样?只能等待时间去验证了。
74.神秘的线
如果你拿出地球仪的话,就会发现,上面有一条纵贯太平洋的直线。这是一条神秘的线,同一时刻它的东西两侧竟是不同的两天。因为有了这条线,世界各国和各地区就不能够同时辞别旧岁迎来新年,而是有早有迟。比如,我国就是第十二个跨进新年的国家。
众所周知,地球每天绕地轴不停地向东旋转,形成昼夜的不断交替现象。因此处于偏东边的地区,一天开始的时间就来得早,结束的时间也早。那么,地球上的东边和西边如何确定呢?新的一天从哪里起止呢?地球可以分成东西两半部分,从0℃经线往东到东经180°为东半部,从0°经线往西到西经180°为西半部。而东经180°线与西经180°线是重合在一起的,它既是地球的最东端,又是地球的最西端,这条线叫做“国际日期变更线”,简称“日界线”。它是纵贯太平洋的一条直线,但因照顾附近地区和国家居民生活方便,不至被直线“一分为二”,所以这条线的个别线段略有曲折。地球上每一个新的日期就从这条线开始,所以这条线两侧日期永远不相同。
位于日界线西侧的汤加王国,是全世界最早迎来新年的国家,而紧靠日界线东侧的西萨摩亚国,则是全世界最后辞别旧岁的国家。当汤加已是1993年元旦凌晨1时的时候,西萨摩亚才是1992年12月31日凌晨1时。这两个大洋岛国之间,东西相隔不过两三百千米,仅是一线之隔,日期却始终差一整天。1993年元旦,在汤加已年满60岁的老人,如果越过日界线跑到西萨摩亚的话,却只算59岁,不到“花甲”。
目前,国际交往日益频繁,因此,旅行者就有连续过两个元旦和过不上元旦的时候。比如,你在1月1日那天快要结束的时候,乘飞机或轮船从西向东越过日界线,那么,你在日界线东侧又要重新过一个元旦;相反,如果你在12月31日那天快要结束的时候,从东向西越过日界线,那么,对不起,那里已是1月2日了,你只好再等一年才能过上元旦。
75.地球光环之谜
人类觉察到太阳系行星上的光环,可能是300年以前的事了。17世纪,科学家伽利略首先从天文望远镜里看到土星周围闪耀着一条明亮的光环。后来,人们又用天文望远镜观察了太阳系的其他行星,数百年过去了,也没有听说它们周围出现光环。所以人们长期以来一直认为土星是太阳系中唯一带有光环的行星。
1977年3月10日,美国、中国、澳大利亚、印度、南非等国的航天飞行器,在对天王星掩蔽恒星的天象观测中发现了奇迹。他们看到天王星上也有一条闪亮的光环!这一发现打破了学术界的沉默,在世界上掀起了一阵光环热,各国派出越来越多的航天飞行器去太空探秘。
1979年3月,美国的行星探测器“旅行者1号”飞到距木星120万千米的高空,发现木星周围也有一条闪亮的光环。同年9月,“先驱者11号”在土星周围又新发现两个光环,土星周围已经是三环相绕了。
太阳系其他行星上相继发现光环以后,作为太阳系行星之一的地球,会不会也有光环呢?它以前有过光环或者将来还会有吗?对此,人们开始了思考。
地球曾有过光环吗
面对太阳系中其他大行星光环的相继发现,科学家们首先提出了“地球上曾经有过光环”的大胆设想。他们认为地球和其他行星一样,同在太阳系中,绕太阳运转,也应该有光环。这些科学家在地球上找到了许多地外物质,他们推测这些物质可能就是地球光环的“遗骸”。
美国有一位叫奥基夫的天文学家,曾经解释过这种光环现象的形成。他说,6000万年前的始新世,由于月球上的火山喷发,大量的陨石碎块被抛到地球,它们中的一部分变成陨石雨降到地球表面,另一部分则进入地球外层形成了光环。奥基夫还推测,在那个时代,地球上赤道的上空出现了光环,它在地球上投下了淡薄的阴影。据估算,这个阴影遮蔽了地球上1/3的阳光,使得地球上冬天变得更冷。当时的北半球,夏季太阳的直射点位于赤道以北,这时赤道上空的光环影子正投向处于冬季的南半球,从而大大降低了南半球的气温。而此时正处于夏季的北半球没有光环的影子,所以北半球气温正常。当北半球进入冬季以后,光环的影子也随着移过来,从而使北半球气温降低而变得更冷。这种假说较为合理地回答了6000万年前地质时代的气候问题,解释了当时地球上冬天气温异常寒冷,而到夏天气温又较正常的奇怪现象。
地球上的光环是怎样消失了的呢?奥基夫推断是被阳光吹掉了。他说,太阳的光线可能像一股股涓涓细流,打在什么东西上就对什么东西产生压力。在没有摩擦力的空间环境里,它在几百万年的时间里,足以把光环里的粒子吹离地球的轨道。
地球将来会有光环吗
根据奥基夫的推断,如果月球火山还保持活动的话,地球将来还会再度形成光环。
对这位美国学者的观点,学术界对此观点看法一直未能统一,他的观点遭到了许多人的反对。但这些反对者中,许多人对“地球将来还会有光环”的预见并没有异议,所不同的只是在形成地球光环的物质上。有人认为形成地球光环的物质,并不是奥基夫所说的由月球上火山喷入地球轨道的熔岩,而是在地球强大引力作用下月球崩落下来的碎块。
根据天文学的理论估算和古生物的测定,在大约5亿年前的奥陶纪,地球上的一年有450天左右,每昼夜只有21.4小时,到了距今约4亿年的泥盆纪,一年仍有400天左右,每昼夜约合23个小时。这说明在漫长的地球发展史上,地球自转速度渐渐变慢。这是什么原因造成的呢?专家们说主要因素是潮汐作用。
潮汐是自然界由于天体对地球各部分的万有引力不等引起的潮涨潮落现象。引潮力的大小与天体的质量成正比,与天体距地球的距离的立方成反比。因此,月球的引潮力是太阳的2.2倍。我们知道,月球在无空中每天东升西落,它在地球上的潮汐隆起(大阴潮),也是从东向西运转的。这种运转方向正好与地球自转相反,潮汐和浅海海底的摩擦对地球起制动作用,使得地球自转逐渐变慢,自转周期逐渐变长。有人通过计算,推测出这种变化大约每百年地球的自转周期增加0.001秒。由于地月系统是一个能量守恒系统,地球自转速度的减慢破坏了这个系统原来已有的平衡状态,这就需要建立一种新的平衡,于是导致了地月距离的逐步拉大。地球自转速度的不断减慢,引起地月距离的不断增大,这种平衡形式的不断破坏和重建若能持续下去,那么在遥远的将来,势必有一天地球和月球的各自自转周期和公转周期都会相等。
到那时,一天就等于一个月了。这样,太阴潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是那个时候,太阳在地球上的潮汐隆起作用仍在进行,专家们给这种作用取名为太阳潮。由于太阳潮也是自东向西传播的,这种作用使地球与月球距离的增大继续进行,再过一段时间,地球上的一天将长于一年,于是又出现了与过去形式相反的太阴潮。由以前的地球自转周期短、公转周期长,变成了相反的自转周期长、公转周期短。换句话说,就是以前的太阳潮时期是一月等于30天,新的太阴潮出现后过一定时间就是一天等于几个月了。但这时的月球自转方向不是自东向西的周日视运动,而相反却是自西向东运动了。那时,如果人类存在的话,看到的月亮可不是东升西落,而是西升东落了,“日月平升东升西落”的自然现象可能也一样成为那时人们口中流传的远古神话了。
在那个时候,由于月球周期性运动方向的改变,使太阳潮的运转方向与地球的自转方向一致,不仅消除了潮汐和浅海海底的摩擦引起的对地球的制动作用,而且方向一致产生的极大惯性加速度使地球就像顺风船,自转速度变快,自转周期变短,这样月球和地球的距离又随着缩短。有人曾进行过推算,当地球和月球两者之间的中心距离只有15000千米的时候,那时的一个月只有5.3小时,而一天却有48小时。估计强大的引潮力能把月球撕裂成许多一块块的巨大碎片,散布到地球的外层轨道中去,那时地球的外层空间里就会出现—团明亮的光环。
“地球将来还会出现光环”,科学家根据潮汐作用引起的地球自转速度、方向和月球与地球距离周而复始的变化,推出的这个假想似乎是一个天方夜谭式的神话,缺乏令人完全置信的说服力,况且这种推想还没有建立起证据确凿的科学基础。但人们现在也很难拿出足以否定它的证据。按照这个假说,地球光环的再度出现将会是相当遥远的事,检验这种光环的出现的最高权威是事实,我们人类中谁能留下来欣赏这样的宇宙奇观,并为这种假说充当人证呢?显然谁也没有时间等这么长。我们只能通过宇宙卫星资料去寻找更多的解决这个问题的证据,完全解决这个问题恐怕不是一个短时间的事情。
“地球光环”问题已经被有关高技术国家列为重点研究课题,不久的将来恐怕会有更多解释这种现象的理论著述问世,从而出现更多的揭谜假说,我们可以预见人类总有一天会揭开这个谜底的。