第五章自然探索3
沙漠是怎樣形成的
據統計，地球上沙漠麵積1535萬平方千米，占陸地的103%，我國沙漠麵積116萬平方千米，占國土的121%。而且這個數字還在不斷增大。
那麼，麵積如此之大的沙漠究竟是怎樣形成的呢?
傳統的觀念認為，沙漠是地球上幹旱氣候的產物。北非的撒哈拉大沙漠、澳大利亞的維多利亞大沙漠、南亞的塔爾沙漠、阿拍伯半島的魯卡哈裏沙漠都集中在赤道南北緯15度～35度間。這是因為地球自轉使得這些地帶長期籠罩在大氣環流的下沉氣流之中，氣流下沉破壞了成雨的過程，形成了幹旱的氣候，造成了茫茫的大沙漠。
然而，這一理論並不能解釋所有沙漠的成因，比如塔爾沙漠，它的上空濕潤多水，而且當西南季風來臨時，那裏空氣中的水氣含量幾乎可與熱帶雨林相比，但它的地上卻是沙土遍野。美國的科研人員認為，塵埃是形成沙漠的主要原因。可大量的塵埃又緣於何處呢?有的學者指出，塔爾沙漠的塵埃最初是由人類造成的，後來沙漠又加劇了它的密度。於是有人提出，人類才是破壞生態環境、製造沙漠的真正凶手。
1957年，考古學家在撒哈沙漠找到了8000年前的岩畫，後來又發現了闊葉林樹種和化石，證明撒哈拉沙漠的大部分地區在遠古時代曾是一片植物茂盛的肥沃土地。後來，由於人類破壞了原有生態，才形成了沙漠，幹旱隻是提供了形成沙漠的適宜條件。
有人認為，撒哈拉沙漠的形成最初是很緩慢的，直至公元前5000年，不知從什麼地方飛來鋪天蓋地的黃沙，才使這裏變成茫茫沙漠。
也有人認為，人類不適當地開發自然，固然會使草原森林退化成沙漠，但是沙漠本身成為一種生態類型，早在人類出現以前就存在了。
到底是誰製造了沙漠?是人類還是氣候?還是人類和幹旱氣候共同製造了沙漠?還需要研究者們去繼續探求。
龍卷風之謎
1940年在高爾科夫州，發生了一樁令人驚奇的事。一個炎熱的夏天，在巴甫洛夫區麥歇爾村的上空雷雨大作，一些銀幣隨著雨滴撒落在地上！村民發現這竟是幾千枚伊凡五世時代鑄造的模壓花紋的硬幣。1933年，在離卡瓦列洛沃鎮不遠的地方，暴雨帶來了大量的海蟄。在許多國家還經常發生這樣的事：晴朗的日子裏，天上突然撒下許多麥粒，掉下橙子和蜘蛛；有時又會隨雨滴落下青蛙和魚……這些驟然看來不可思議的現象，其實都是龍卷風的惡作劇！
龍卷風發生在水麵，則稱為“水龍卷”；如發生在陸地上，則稱為“陸龍卷”。龍卷風外貌奇特，它上部是一塊烏黑或濃灰的積雨雲，下部是下垂著的形如大象鼻子似的漏鬥狀雲柱，水龍卷直徑25～100米。陸龍卷的直徑不超過100～1000米。其風速一般每秒達50～100米。有時可達每秒300米，超過聲速。龍卷風像巨大的吸塵器一樣，經過水庫、河流，常卷起衝天水柱，連水庫、河流的底部有時都暴露出來。同時，龍卷風又是短命的，往往隻有幾分鍾或幾十分鍾，最多幾小時。一般移動幾十米到10千米左右，便“壽終正寢”了。
龍卷風的形成一般都與局部地區受熱引起上下強對流有關，但強對流未必產生“真空抽水泵”效應似的龍卷風。前蘇聯學者維克托·庫申提出了龍卷風的內引力——熱過程的成因新理論：當大氣變成像“有層的烤餅”時，裏麵很快形成暴雨雲——大量的已變暖的濕潤的空氣朝上急速移動，與此同時，附近區域的氣流迅速下降，形成了巨大的漩渦。在漩渦裏，濕潤的氣流沿著螺旋線向上飛速移動，內部形成一個稀薄的空間，空氣在裏麵迅速變冷，水蒸汽冷凝，這就是為什麼人們觀察到龍卷風像霧氣沉沉的雲柱的原因。但問題是在某些地區的冬季或夜間，沒有強對流或暴雨時，龍卷風卻也頻頻發生，這就不能不讓人深感事情的複雜了。
而且龍卷風還有一些“古怪行為”使人難以捉摸：它席卷城鎮，搗毀房屋，把碗櫥從一個地方搬到另一個地方，卻沒有打碎碗櫥裏的一個碗；被它嚇呆的人們常常被它抬向高空，然後，又被它平平安安地送回地上，大氣漩風在它經過的路線上，總是準確地把房屋的房頂刮到兩三百公尺以外，然後拋在地上，然而房內的一切卻保存得完整無損。有時它隻拔去一隻雞一側的毛，而另一側卻完好無損，它將百年古鬆吹倒並撚成紐帶狀，而近旁的小楊樹連一根枝條都未受到折損。
龍卷風之謎至今仍有待人們不懈地去探索。
樹木過冬之謎
大自然裏有許多現象是十分引人深思的。例如，同樣從地上長出來的植物，為什麼有的怕凍，有的不怕凍？更奇怪的是像鬆柏、冬青一類樹木，即使在滴水成冰的冬天裏，卻依然蒼翠奪目，經受得住嚴寒的考驗。
其實，不僅各式各樣的植物抗凍力不同，就是同一株植物，冬天和夏天的抗凍力也不一樣。北方的梨樹，在-20℃～-30℃能平安越冬，可是在春天卻抵擋不住微寒的襲擊。鬆樹的針葉，冬天能耐-30℃嚴寒，在夏天如果人為地降溫到-8℃就會被凍死。
究竟是什麼原因使冬天的樹木特別變得抗凍呢？這確實是個有趣的問題。
最早國外一些學者說，這可能與溫血動物一樣，樹木本身也會產生熱量，它由導熱係數低的樹皮組織加以保護的緣故。以後，另一些科學家說，主要是冬天樹木組織含水量少，所以在冰點以下也不易引起細胞結冰而死亡。但是，這些解釋都難以令人滿意。因為現在人們已清楚地知道，樹木本身是不會產生熱量的，而在冰點以下的樹木組織也並非不能凍結。在北方，柳樹的枝條、鬆樹的針葉，冬天不是凍得像玻璃那樣發脆嗎？然而，它們都依然活著。
那麼，秘密究竟何在呢？
原來，樹木的這個本領，它們很早就已經鍛煉出來了。它們為了適應周圍環境的變化，每年都用“沉睡”的妙法來對付冬季的嚴寒。
我們知道，樹木生長要消耗養分，春夏樹木生長快，養分消耗多於積累，因此抗凍力也弱。但是，到了秋天，情形就不同了，這時候白晝溫度高，日照強，葉子的光合作用旺盛；而夜間氣溫低，樹木生長緩慢，養分消耗少，積累多，於是樹木越長越“胖”，嫩枝變成了木質……樹木逐漸地也就有了抵禦寒冷的能力。
然而，別看冬天的樹木表麵上呈現靜止的狀態，其實它的內部變化卻很大。秋天積貯下來的澱粉，這時候轉變為糖，有的甚至轉變為脂肪，這些都是防寒物質，能保護細胞不易被凍死。如果將組織製成切片，放在顯微鏡下觀察，還可以發現一個有趣的現象哩！平時一個個彼此相連的細胞，這時細胞的連接絲都斷了，而且細胞壁和原生質也離開了，好像各管各一樣。這個肉眼看不見的微小變化，對植物的抗凍力方麵竟然起著巨大的作用哩！當組織結冰時，它就能避免細胞中最重要的部分——原生質不受細胞間結冰而遭致損傷的危險。
可見，樹木的“沉睡”和越冬是密切相關的。冬天，樹木“睡”得愈深，就愈忍得住低溫，愈富於抗凍力；反之，像終年生長而不休眠的檸檬樹，抗凍力就弱，即使像上海那樣的氣候，它也不能露天過冬。
雪塊的來源之謎
自古至今，雪塊或雪球現象一直使科學家們感到迷惑不解。科學家們對此現象眾說紛紜，莫衷一是。有些科學家甚至懷疑有關雪塊細節的報告或記述。但與此同時，另一些科學家則認為，這些雪塊是從地球大氣層之外的空間落下來的，它同慧星和隕石有著某種聯係。科學家們回顧了有關雪塊方麵的記載，認為，在世界上第一架飛機誕生之前，雪塊現象雖為數不少，且大部分十分奇特，但記述卻十分含糊。而最詳細最準確的記載則是1973年4月2日，在英國曼徹斯特郊區一條寧靜的林蔭大道上發生過這種情況。
這天傍晚，正在曼徹斯特大學進行高等研究工作的理查德·傑裏菲斯教授到貝爾東大街準備買些日用品。大街上靜悄悄的，理查德先生正走著，突然看見街道上空出現一道明亮的閃電。很快便消失了。應當指出的是，理查德教授此時還擔任一家科研機構的氣象觀測員。因此，他經常記述一些天文現象。當時，他立即看了一下手表，時間為傍晚7時45分。他仔細回憶了一下閃電時的情況，覺得很奇怪，為什麼這道閃電事先無任何預兆，事後也無任何雷聲反應。他想了一會兒，琢磨不出其中的奧秘，於是，隻好來到旁邊一個小商店內，買了些需要的東西，隨後向回家的方向走去。此時，正值8時零3分。剛離開小商店不遠，他突然聽見一件東西落地的巨大響聲，立即發現在前麵街道上落下一塊東西。
他走上前定神一看，原來是一塊雪塊，估計有兩千克重。理查德教授是科學研究人員，又兼氣象觀測員，很清楚此時應做些什麼。於是，他趕忙上前，將雪塊從地上拾起，用自己的外套將它包住。便飛快地跑回家中，把雪塊放在廚房內的冰箱裏。次日清晨，他取出雪塊，用布包好，放入密封的高壓鍋內，隨後搬到汽車上，徑直來到他在曼徹斯特大學科學技術學院內的實驗室，開始分析和化驗這塊雪塊，希望能在雪塊來源方麵得到突破。
在確定一些冰凍物的曆史時期中，科學家擁有多種眾所周知的測試方法，其中一種便是將冰或雪切成很薄很薄的冰片，然後用普通反射光和聚光板進行觀察，以揭示冰片內的水晶結構。采用上述方法，理查德教授發現，這塊雪塊由51層雪組成，每層雪之間都有一層薄薄的空氣氣泡。這表明，這個雪塊的結構不是冰塊結構，其水晶體又比冰塊中的水晶體小，其內部各層又不如冰塊中的各層那樣有規則。
此外，理查德教授還做了另一種試驗，試驗表明這塊雪塊是由雲霧水形成的。但是，雲中的水為什麼和怎樣形成雪塊的呢？理查德教授考慮許久，最後估計，這塊雪塊之所以成為這種形狀和成為雪塊，可能是當時置放於一個密封的容器內，即在容器內形成的。為了證實這個推斷和獲得一塊類似的雪塊，理查德教授取來一個氣球，把它灌滿水，然後將氣球吊在冰箱的冰室內……但是，這次試驗得到的雪塊卻與天上落下的雪塊根本不同。
於是，理查德教授又重新考慮，雪塊是否是從正在天空中飛行的一架飛機上落下來的？他說：“我詢問了機場管理人員，他們告訴我，在雪塊落下的空域中，曾有兩架飛機穿過。但是，在雪塊落下來的時候。其中一架飛機已在機場上著落，另一架飛機則是在雪塊落地後好久才通過此空域的。此後，我又問專業人員，其中一架飛機是否在飛行中遇到了雪塊，他們回答說，這是不可能的。”
此時，理查德教授確實無能為力了，他在書中寫道：“我們唯一可以告訴人們的是，這種雪塊現象既不是這樣，也不是那樣，更不是……所有的可能均被排除。倘若您詢問這種現象發生的真正原因，那麼，我們隻好說，現在我們對它隻能是一無所知。”
那麼，人們不禁要問，落在理查德教授眼前的雪塊同他在此之前9分鍾看到的閃電之間是否有一種聯係呢？對此問題，英國自然科學家艾裏克·卡羅認為它們之間不僅有聯係，而且有密切的聯係。他從理論上談到部分閃電的特性，但是卡羅的理論卻未能具體應用於實踐，因為依照這種理論，確實可以隨便將一些雪塊現象解釋成同電和空氣現象有聯係，而其他一些雪塊現象卻同它們毫無關係。因此，作家羅納德·維利茲便側重了解其他教授的意見，他收集了美國很多大學教授們對雪塊現象的看法，他說：
“一些學院科學家們認為，這種從天空中落下的大塊雪塊不可能有流星之嫌，這是因為外空間的條件不可能產生雪塊。科羅拉多大學的科學家認為，盡管部分天文學家認為存在著流星同雪的混合物，但是，其中一位天文學家曾提出這樣的問題：當這塊雪球進入大氣層時，一定會產生很高的熱，那麼，雪塊落地後怎能會保持現在這種狀況呢？至於弗吉尼亞大學科學家們，他們則認為，雪球現象是一種極其神秘的現象，可以將這種現象和其他類似的現象從有關飛碟的現象中分出來，另歸一類。”
此前，我們曾談到利曼教授的估計，他曾認為所有雪塊現象全是由於天空中飛行的飛機儲水罐或水箱漏水而造成的。這種觀點曾作為一種被人接受的觀點而廣泛用於對雪塊的解釋。但是，現在，我們可以完全排除這種解釋，因為這種解釋若能成立，那麼飛機機翼上能產生雪塊或冰塊的觀點也會油然而生。但是，專業人員認為，飛機在幾千米以上的高空飛行時，若機翼上產生雪或冰，那麼自然會對飛機飛行重量產生危險的影響，因此，現代化飛機現在全裝有自動電化雪係統。可以說，目前現代化飛機機翼和機身上完全不可能產生雪塊。此外，還有很多雪塊現象發生在飛機誕生之前，也可說明雪塊同飛機沒有什麼聯係。譬如，19世紀格拉馬爾尤曾提出一篇論文，名叫《大氣層》，他在文中稱，早在古代就發生過從天空中落下雪塊的事例，當時那塊雪塊的規格為5×2×35米。另在1849年蘇格蘭的奧爾德也發生了一次雪塊事件，那塊雪塊直徑則為6米之多。難道這真與其他星球的智能生物有關?這真令人百思不得其解。
天上墜物的猜測
福特的第一本著作《受詛咒者之書》就是從天上掉下來的奇怪物體的討論開始的。天上墜物也可能是他最喜歡談的現象，他從科技刊物中收集到很多令人驚訝的有關天上墜物的報告：從雪花石膏到蠕蟲，但更多的是青蛙、魚和冰塊，有時候，它們在暴風雨或者陣雨天氣掉下來，可有時候，它們也會在晴朗的天氣裏掉下來，這看起來非常神秘。