第五章

瓦塔湖-70℃為什麼不結冰

瓦塔湖位於南極洲的萊特冰穀裏,雖然湖麵常年冰封,寒氣逼人,可是湖泊深處卻大不一樣。

瓦塔湖表麵冰層下的水溫是0℃左右,隨著深度的增加,水溫逐漸增高。水深15~40米處水溫為77℃;40米以下的深處,溫度升得很快,距湖麵60米處,有一層含鹽很大的鹹水層,溫度達到27℃,比表麵冰塊的溫度高47℃。極地考察隊員把瓦塔湖稱作地下“暖水瓶”。

起先,人們認為地下也許有地熱活動。可是,國際南極幹穀鑽探計劃實施以後,人們發現地底下不但沒有地熱活動,而且湖底沉積物的溫度要比湖水溫度低很多,這說明湖底沒有地熱活動。

美國和日本的南極考察者認為,熱源來自太陽。

瓦塔湖冰層很厚,而且湖水潔淨。陽光照射透明的湖水,把湖底的水曬成溫水。由於湖底水含鹽量高,能夠很好地積聚熱能;上層的淡水層像條棉被,蓋在上麵,湖麵的冰層又像密封的保暖床,使溫水得到保暖。

但是,如果真是這樣的話,像瓦塔湖這樣的“暖水瓶”在南極不隻一個,而事實並非如此。瓦塔湖依然是個難解的謎。除此之外,南極還有一些奇異的湖泊,如幹穀的唐·胡歲塘湖,在-70℃的低溫下,居然波光閃閃不結一塊冰,真讓人難以相信。罕見的天象奇觀

在晴朗的白天,突然間出現了一段時間的黑暗。它既不是日食,也不是發生在龍卷風之前,雖然是區域性的暫時情況,但這種現象在國內外曾有多次發生。

在我國班吉境內,1944年秋天的一天下午,晴朗的天空突然一片漆黑,伸手不見五指。人們驚慌失措,呼天喊地,好像天要塌下似的。大約1個小時的工夫又恢複了光明,漸漸地人們才平靜下來。

青島也曾出現過白天降夜幕的奇特現象。一天上午11時,陽光輻射的天空漸暗,陰雲密布,至12時許,黑雲壓頂,天地間一團漆黑,風雨交加,電閃雷鳴,眾多行人措手不及,紛紛避往沿街店鋪。街上頓時“萬家燈火”,路燈齊放,過往車輛車燈大開。這一現象持續半個多小時。

美國新英格蘭墾區,在1980年5月19日這一天早晨,人們都和往常一樣忙忙碌碌地去上班。到了上午10時,突然天黑地暗,好像進入了茫茫黑夜,每個人都恐懼萬分。這種情景一直持續到第二天黎明。

此外,在英國的普雷斯頓,也曾出現過白天裏的黑暗。1884年4月26日天空由灰變暗,天漸漸黑下來。約經20分鍾才出現陽光。

據當時人們回憶說,這種白天裏出現黑暗現象之前,並沒有發現什麼異常現象,都是突然發生的。

為什麼會出現這種天象呢?至今科學家們眾說紛紜,有的說是和火山爆發有關;有的說很可能與天外星球來客有關,它們從地球上穿過,又悄悄而去,形成地球上某地方暫時的黑暗。

到目前為止,對於這種天象奇觀,還有待科學家們進一步去研究、探討。

熱層高溫為何不熱

我們居住的地球周圍有一層厚厚的大氣層,這層大氣層又可以分成好幾層。距地麵85~800千米的空間被稱為“熱層”。在熱層裏,隨著距離地球高度的增加,氣溫驟升。在150千米的高空,每升高100米,氣溫就升高2℃。因此,在200千米處,氣溫已高達1000℃;到700千米的高空,氣溫竟高達3000℃!這遠遠超過了煉鋼的溫度。

大熱氣層內,空氣非常稀薄,空氣質量僅占大氣總質量的萬分之五。大氣密度和熱容量都很小,在熱層內氣溫升高1℃所需的熱量,還不到海平麵氣溫升高1℃所需熱量的億分之一。因此,即使太陽輻射很少的一部分熱能,也足夠使熱層的大氣溫度升高很多了。

但是,熱層的高溫,並不能熔化鋼鐵,因為那裏的空氣分子極少,如果把鋼鐵放在這個“高溫層”中,具有高溫的空氣分子是很少有機會同鋼鐵接觸的。就連高速運轉的衛星,在每平方厘米的麵積上,每秒至多隻能獲得十萬分之一的熱量。如果按照這個加熱速度來計算,1克水溫度升高1℃,竟需要28個小時!據衛星觀測的資料表明,650千米的高空,雖然氣溫已超過2000℃,但受到太陽直射的衛星表麵溫度隻有33℃;而當運動到地球的陰影區時,衛星表麵溫度卻迅速下降到-86℃。可見,這裏的溫度雖然很高,但卻不熱,當然就更談不上在這裏煉鋼了。

對於熱層高溫反而不熱這一奇特現象,科學家們正在尋找確鑿的依據來加以解釋。為什麼地球上的生物隻有兩性

英國科學家認為,地球上的生物之所以隻有雄雌兩性,是因為大約20億年前我們的祖先曾經遭受到細菌的感染。

地球上存在無數種生命形式,為什麼多數物種隻有雄雌兩性?多少年來,這個問題一直困擾著世界各地的科學家。

蘑菇育多達36000種性別,一種被稱做粘菌的奇異生物大約有13種性別,但是這些生物隻是地球生物分為雄雌兩性這個幾乎普遍適用的規律罕見的例外。這種現象提出了一個進化方麵的神秘的問題,如果地球生物有100種性別,並且可以與其中任何一種物種交配,那麼地球生物在其周圍的環境中找到伴侶的幾率將達到99%。

如果說看起來生物隻有兩性使物種的生存變得困難而不是更容易的話,那麼為什麼地球上的生物隻有兩性呢?赫斯特認為,這完全要歸因於地球生物是如何通過遺傳獲得一組特定的,被稱為線粒體的基因。

與細胞核或細胞中心部分攜帶的基因(不同,線粒體脫氧核糖核酸(DNA)可以迅速進行自我複製。

看起來以前好像有過某種細菌,線粒體就源於這些細菌。線粒體進行自由複製的能力是它們的細菌祖先遺留下來的。

因為線粒體DNA可以快速複製,如果99%的地球生物可以與任何同種生物交配的話,線粒體出現的任何突變都可能迅速擴散開來。如果這種突變是有害的,那麼突變引起的後果可能是災難性的。對於地球上其他的物種來說。尋找一個配偶可能有些困難,但是從進化的角度來說,這種生殖也有益處,可以減少突變。

千年古蓮開花

1955年,中國的植物學界有一條重要的新聞:千年古蓮開花了!

這些古蓮的種子是1952年我國的科技人員在遼寧省新金(原名普蘭店)縣附近的泡子屯村一個舊池塘底下挖出來的。當時挖出來的蓮子的外皮已經變得很硬,簡直像小鐵蛋。

1953年,科學家曾把它們浸泡在水裏20個月,可這些古蓮子依然發不出芽。後來,科學家給古蓮子做了個小“手術”:用錐子在古蓮子的外殼上鑽了一個孔,然後再泡在水裏,結果僅過兩天古蓮子就抽出了嫩綠的幼芽,而且發芽率高達95%。

1955年的夏天,古蓮開出了淡紅色的鮮花。當時人們在北京的香山植物園可以欣賞到古蓮的風采。其實它與人們常見的蓮花很相似,隻是花蕾更長些,花瓣更紅些。

科學家用放射性C14測定,它的年齡為835~995歲。

據報道,日本千葉縣曾發掘出2000多年前的古蓮子,而且經過培育,也發芽、開花了。

在地下沉睡了千年的古蓮怎麼還會開花呢?

這與蓮子的結構有關。蓮子的外皮堅硬致密,像個小小“密封艙”,把種子密閉在裏麵,可防止外麵的水分和空氣滲入。也可防止種子內的水分和空氣散失,因此蓮子的生命極為微弱,相當於休息狀態。這是古蓮子還有生命力的重要原因。

此外,與古蓮子所埋藏的環境也有關。這些蓮子是被埋在深約30~60厘米的泥炭層中,而泥炭的吸水防潮性能良好,再加上泥炭層的上麵又有很厚的泥土覆蓋,因此古蓮子幾乎處於一個密閉的環境中。在這樣的環境中,古蓮子不具有生根、發芽的條件,便得以長期保存。

葉子的奇異功能

俗話說:巧婦難為無米之炊。然而,在自然界裏,確實有能做無米之炊的“巧媳婦”,它能夠用水和空氣裏的二氧化碳為原料,借助陽光,製造出人們所需要的糖、澱粉、脂肪和蛋白質等營養物質。是誰會有這麼大的本領呢?說起來大家都熟悉,它就是植物的綠葉。世界上如果沒有這些“巧媳婦”製造出大量的糧食、蔬菜、水果和飼料,那人類根本就無法生存了。世界上綠色植物的葉子多種多樣,千姿百態。葉子從外表看起來雖然千差萬別,但是,隻要太陽一照射到這些葉子上,它們都能夠在陽光的作用下將從空氣裏吸收來的二氧化碳和根部送來的水分,合成為有機物質,這就是人們常說的植物的光合作用。

植物葉子大小不同,生長的位置也不一樣,它們進行光合作用的效率也有高有低。如小麥的旗葉進行光合作用的效率就特別高,這已引起了不少科學家的注意。