第7章 人與自然的奧秘(6)
- 古生物及古人類(中國青少年科普分級閱讀書系)
- 葉永烈主編
- 4164字
- 2016-10-11 10:26:30
“對不起,我朝生暮死,總共還活不到一天,我不知道你的年齡。”
地球聽了失望地轉著自己的身子走了,剛走幾步,他便看見一條鯉魚在水中自由自在地游來游去,就悄聲地問道:“自由的鯉魚,請問你知道我的年齡嗎?”
“實在對不起,我現在只有10歲,我不知道你的年齡,你最好去問問你的媽媽。”
“我不知道我的媽媽在哪兒。”
“哎,這就麻煩了。我們魚類都是自己記載年齡的。我們的鱗片上有一圈一圈的年輪,它一年長一圈,根據年輪的圈數,就知道自己的年齡。”
地球低頭看看自己的身上,沒有鱗,只好搖著頭,轉著身子走了。
從此,地球多了這么一個心事,胖胖圓圓的身體消瘦了許多。
他決心要打聽出自己的年齡。
地球轉哪,轉哪,他看見一匹白馬在地上吃草,便客氣地問道.“英俊的馬,你知道我的年齡嗎?”
“哦,對不起,我不知道你的年齡,我只知道自己的年齡。”
“你是怎么知道自己的年齡呢?”
白馬眨眨眼說:“我們是根據牙齒的數目和門頜齒磨損的情況來判斷年齡的。我們剛生下來時,共有16顆乳齒,以后乳齒不斷長出,到四五歲時又開始換牙。到了六歲,全部的牙齒長齊了,共有36~40顆牙齒(雌馬沒有犬齒或不發達)。年齡再大,就要靠牙齒咀嚼面的形狀來推測年齡了。”
“怎么推測呢?”
“我們的門齒由于不斷地嚼食草料,每年大約磨損2毫米。所以根據牙齒的磨損情況就能知道自己的年齡。”
“是這樣。”地球好奇地聽著。
“現在,根據牙齒可以判斷許多動物的年齡。只要把動物的牙齒切成薄片,在顯微鏡下就可以看到像樹木年輪一樣的紋理。只要數數紋理的圈數就能知道年齡了。”
聽到這兒,地球忍不住摸摸自己的臉。可惜,自己沒長牙齒,無法推斷自己的年齡,只好搖了搖頭,表示遺憾。
打這以后,地球仍然圍著太陽轉,一天又一天,一月又一月……
一天,地球看見一棵老態龍鐘的龍血樹,便彬彬有禮地問:“龍血樹,您是樹中的老壽星,您知道我的年齡嗎?”
“對不起,我雖然活了8000年,但是我不知道您的年齡。”
“咦!那您怎么知道自己有8000歲呢?”
“我們樹干里每年長一圈年輪,我的年輪有8000圈,所以我知道自己有8000歲。”
“可惜我沒有年輪。”
“別著急,聽說化石是歷史的見證人,說不定他能知道您的年齡,您去問問他吧!”
“好的,試試看吧!”
地球找到了化石,說明來意,但化石卻說:“對不起,我連自己的年齡都不清楚,怎么能知道你的年齡呢!”
“哦,是龍血樹說您知道別人的年齡的。”
化石聽完笑了笑,說道:“我只知道在我下面巖層里的化石年齡比我大,在我上面巖層里的化石年齡比我小。”
地球聽了非常失望,又慢慢地轉動著自己的身體向前走去。剛走幾步,便聽到一個細小的聲音:“地球您別著急,我知道您的年齡。”
地球循聲望去,沒有人,便吃驚地問道:“您是誰?您在哪里?”
“我住在這塊巖石里,我是放射性元素鈾,人們稱我是‘準確的時鐘’。”
“那請您告訴我,我有多大?”
“您已經有45億多歲了!”
“您怎么知道的?”地球有些懷疑。
鈾認真地解釋說:“我是根據自己變老的過程來記您的年齡的。”
“您也會變老嗎?”
“是的。我變老的過程就是由帶放射性的鈾,變成穩定的不帶放射性的同位素鉛。”
“從您變老的過程怎么就會知道我的年齡呢?”地球仍不太信服。
“哎,別著急嘛,等我慢慢跟您講清楚。我的半衰期是45億年,也就是說每經過45億年。我這個放射性鈾就有一半變成同位素鉛。所以只要知道巖石里鈾和同位素鉛的比例,就知道巖石的年齡了。”
“巖石的年齡跟我的年齡有什么關系呢?”
“哎,您太粗心了。我就是您身體的一部分,您的外表不就是由巖石層組成的嗎?我就住在巖石里,最古老的巖石就能反映您的年齡,對嗎?”
“對了!太對了!我終于知道自己的年齡了!”地球高興地笑了,說道,“謝謝您!”
地球輕松地轉著身子走了。
壯觀的地質奇觀——火山噴發
◎高峰
火山爆發是蘊藏在地球內部的無窮能量的大釋放。在英語中,“火山(Volcano)”是古羅馬神話中火神的名字。
火山爆發主要有兩種形式。一是熱點爆發。“熱點”是地殼上的一些管狀通道。來自地幔的物質,常常會通過這些通道涌出地面。當漂移的大陸板塊移動到地殼熱點上方時,地幔的熔巖便會從這些熱點涌出,導致頻繁的火山爆發。美國的夏威夷群島火山群就是這類火山活動的表現。
二是大陸地殼邊緣的火山活動。大陸板塊邊緣的裂隙,是地殼最薄弱的地方,也是地底的熔巖易涌出之處。然而大多數的大陸板塊的裂隙都位于海洋之中,因此這類熔巖的噴發不易被觀察到。冰島的火山爆發,使其國土面積至今都在變化,從海底涌出的熔巖被海水冷卻后在這里形成了一個個新生黑色小島。
如果火山爆發時,噴發物中所含的氣體較少、熔巖較稀薄,那它的破壞性就比較小。這些噴發物往往從火山口緩緩流出,形成無數條烈焰騰騰的熔巖流。如果火山噴發時噴發物中含有大量氣體,且熔巖本身較黏稠,便會產生威力無比的大爆破。熔巖夾雜著大量的碎石和有毒氣體沖天而起,可高達上千米。那些溫度高達1000多攝氏度的巖漿會將所有遇到的物體在瞬間化為灰燼。那些從天而降的火山灰和有毒氣體可以覆蓋方圓幾百千米的范圍,導致生物大批死亡。1815年,印度尼西亞的坦博拉火山大爆發,導致9萬人死亡,與法國國土面積相當的土地被埋于灰燼之中。
與它動輒數十乃至數百年的休眠期相比,火山爆發的時間(7周左右)簡直不值一提,可它卻能瞬間改變整個世界。據統計,目前地球上仍在活動的活火山有近兩萬座。另外還有許多休眠火山。它們雖然與普通的山峰一樣處于安靜的狀態,但隨時可能再次爆發。
意大利西西里島上的埃特那火山是目前世界上最活躍的火山之一。它的爆發與經典的火山爆發不同。它以四面出擊的形式尋找自己的出口:可能是在山巔的數個典型的火山口,也可能在山坡的任何一處。自從17世紀以來,埃特那火山已經有60次大規模的爆發,而小爆發更是不計其數,其中一半以上是進入20世紀以后發生的。因此埃特那火山被聯合國列為地球上最值得關注的16座火山之一。頻繁的噴發使埃特那火山渾身上下都布滿大大小小的火山口,共300多個。這些火山口小的僅僅是一個小洞,大的直徑可達幾百米。整座山也因此變得千瘡百孔。
世界上最佳的觀賞火山是夏威夷的基拉韋厄火山。與其他著名的大火山相比,這座火山顯得十分矮小,就像是太平洋中一個平緩的山丘。但從1983年至今,它的火山口一直有熔巖源源不斷地流出,形成了十幾千米長的火河。這條火河穿過黝黑的熔巖礁石,流入太平洋,將海水灼成沖天的水霧,是地球上觀賞火山的難得之處。
發生在1991年6月的菲律賓皮納圖博火山爆發,是20世紀最強烈的火山爆發之一。當時,有10立方千米的火山灰和氣體被拋上天空,遮天蔽日,黑暗在火山周圍地區持續了數周,全球的氣溫都因此有所下降。火山灰覆蓋了800平方千米的土地,摧毀了42000座建筑,許多生物死亡。盡管在火山爆發前,政府已將該地區的人員進行了疏散,可仍然有上千人在這次火山爆發中喪生。
美國西北部的圣海倫斯火山在1831—1875年間曾有數次爆發,但在之后的上百年間一直處于休眠狀態。它的山頂白雪皚皚,是美國西北部的旅游勝地。1980年,圣海倫斯火山再次出現爆發前兆。人們在科學家的密切觀察中不安地等待了兩個月之后,圣海倫斯火山開始了它20世紀最壯觀的一次爆發。它將成噸的巖石拋向空中,把自己的北坡炸開了一個巨大的缺口。在幾百千米之外,人們都能聽到它掀去整個山頂的巨大爆炸聲。火山噴出的巖漿和著碎石、冰雪和泥石流傾瀉而下,沖至30千米以外。火山爆發的煙霧和火山灰使整個美國西北部籠罩在灰色的云霧之中,電視實況轉播讓全世界都觀賞到了這次火山爆發的壯觀景象。
因為火山爆發所帶來的巨大破壞,火山學家無時無刻不在密切關注著這些或狂躁或貌似平靜的“病人”,他們需要時刻為它們診斷,確定最新的“發病時間”,以便附近的人和生物能及時逃離。
火山導致了地球生命的誕生嗎
◎[美]Phil Berardelli
◎胡德良 譯
有關我們地球上的生命是如何誕生的,一度被放棄的觀點現在又重獲新生,這多虧了一次偶然的發現。
故事要從20世紀50年代初說起。當時,伊利諾斯州芝加哥大學的兩位化學家斯坦利·米勒和哈羅德·尤里,企圖在他們所認為的類似于年輕地球的環境下重新創造生命的構成材料。兩位科學家往玻璃容器和試管組成的封閉循環系統中注入水,以及由氫、氨和甲烷組成的不同混合物。當時這些氣體被認為是幾十億年以前大氣的主要組成成分。為了證實一個假設——閃電可能對生命的起源產生了促進作用,他們用電流對混合物實施電擊。幾個小時后,研究人員分析了開始聚集起來的黏性物質。
這種剩余物里包含少量可構成蛋白質的某些氨基酸。氨基酸的出現表明,生命的分子前驅體可以通過簡單的電化學過程而形成。問題在于,理論模型以及對遠古巖石的分析最終使科學家們相信,最初的地球大氣中并不富含氫。
去年,米勒去世之后,他以前的兩個研究生弟子——華盛頓卡內基研究所的地球化學家吉姆·克里夫斯,和布魯明頓市印第安納大學的地球化學家杰弗里·巴達,檢查了導師的實驗室里剩余的樣品。兩人發現了當初實驗留下來的一瓶瓶生成物,決定利用現代化的技術再次進行觀察。馬里蘭州格林貝爾特市美國國家航空航天管理局戈達德太空飛行中心擁有極為敏感的質譜儀,克里夫斯、巴達及同事利用該中心的質譜儀在實驗剩余物中發現了22種氨基酸的跡象。科學家們在不久前出版的《科學》雜志上報道:所發現的氨基酸數量大約比米勒和尤里當初的報道多一倍,其中包括在生物中發現的全部20種氨基酸。
那么,閃電有可能對地球生命的誕生起到幫助和推動作用嗎?克里夫斯稱,有可能。盡管地球的原始大氣并不富含氫,就像米勒和尤里做實驗時容器中的情況一樣,但是來自火山爆發的氣云確實含有合適的分子組合。火山在地球早期的歷史上要活躍得多,可能是火山為地球播下了帶有生命成分的種子。一個重大疑問是:隨后發生了什么?那些分子如何變成了可以自我復制的有機化合物?“那是一個尚待研究的新領域,”克里夫斯說,“從某種程度上說,我們的研究就是被卡在此處。”
華盛頓卡內基研究所的地球化學家羅伯特·黑曾說:“這項新研究突出了在生命起源以前的合理環境中創造生命構成材料有多么容易。”黑曾沒有參加這項研究。他指出:“同時,這些發現也強調了斯坦利·米勒和哈羅德·尤里的超前性認識和開創性實驗。”
(譯自:美國《科學》雜志)