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“惠更斯”登陆土卫六等

2005-04-29

大自然探索 2005年3期
关键词:土卫六土星蟋蟀

欧洲“惠更斯”号探测器于2005年1月15日成功登陆土星最大的卫星土卫六(也称“泰坦”),并通过它搭乘的美国“卡西尼”号飞船成功传回拍摄的土卫六照片和其他科学数据。土卫六距离地球12亿公里,是人类探测器登陆过的最遥远的天体。

在“惠更斯”号距土卫六表面16公里时拍摄的一张照片中,土卫六表面“沟渠”纵横,高低起伏的“山”间是蜿蜒曲折的“河道”,不明的液体在其中流淌,看上去像一个河流形成的三角洲,“河水”则可能是液态甲烷或碳氢化合物。在距土卫六表面8公里处拍摄的另一张照片中不同区域明暗相间,这预示着土卫六表面地形复杂,较暗的区域看上去像被液态物质淹没或曾经被淹没过。而最让人惊喜的是在土卫六表面拍摄的另一张照片(右图),照片中最显著的位置上是几块白色的块状物体。它们可能是巨石,也可能是由水凝结成的冰块。不过,科学家们现在确信土卫六不存在生命,但20亿年之后可能会出现生命。另外,土卫六上也有风。

按照计划,“惠更斯”号着陆后继续向母船传送数据,直到电量耗尽。初步分析表明,“惠更斯”号成功登陆后,至少在土卫六上“存活”了90分钟。

在送别“惠更斯”号探测器后,“卡西尼”号飞船还要独自对土星及其卫星展开4年的探索。在此之前,“卡西尼”号携带着“惠更斯”号,已存太空中飞行了7年之久。

千变万化的土星环

从地球上看去,土星和它那奇妙的环似乎一成不变。但是靠近它观察,就能看出土星环一直在发生着明显的变化。科学家运用“卡西尼”号土星探测飞船来探索土星环的细节。他们在把“卡西尼”号拍摄的土星环图像同20年前“旅行者”号飞船拍摄的土星环图像进行一一对比之后发现,土星环的确处在变化之中。比如,“卡西尼”号所看见的一些土星环细节在“旅行者”号所拍摄的土星环相同位置上并不存在。不仅如此,土星环中的氧含量也发生了变动,并且环的边缘也在上下跳动,这暗示有不可见的微型卫星在给土星环添加材料。这些微型卫星可能一直在撞向最外层的土星环,从而导致环中氧含量的上升。与此同时,因为被撞击而从微型卫星中释放出来的冰,或许能解释土星为何仍然拥有许多明显的白色环。来自陨星的尘埃可能会给土星环染上不同的颜色。随着时间的推移,土星所有的环都将变成同一种颜色。不过,来自陨星的冰将继续为那些呈现出冰雪白色的土星环补充“颜料”。

蜜蜂挑战恐龙灭绝论

有很多人相信,6500万年前,正是由于一颗小行星撞击地球,撞击产生的巨量灰烬包裹地球多年,在地球上造成持久的“核冬天”,才导致了恐龙的灭绝。不过,热带蜜蜂和其他喜热昆虫继续在对这种理论提出挑战。

最新考古证据表明,一种热带蜜蜂在6500万年前的白垩纪物种大灭绝中存活了下来。仅凭这一点也可以推测,就算当时真的出现了“核冬天”,严寒也可能未持续太久,否则这种热带蜜蜂就不可能活下来,因为它们不可能有那么强的耐寒能力。

科学家们认为,这种热带蜜蜂就是当今热带蜜蜂的祖先。而最适合现代热带蜜蜂生存的温度范围是31摄氏度至34摄氏度,这也是最适合现代热带蜜蜂所赖以为生的开花植物生存的温度。如果最适合白垩纪末期热带蜜蜂生存的温度范围也是如此,那么,虽然6500万年前发生了天地大碰撞,并且碰撞后的灰烬的确曾经遮天蔽日,但所导致的地面气温下降幅度也只能在2摄氏度至7摄氏度之间,否则热带蜜蜂就会灭绝。而目前流行的观点是,那次大碰撞所造成的地面气温下降幅度达7摄氏度至12摄氏度。现在看来,这一观点或许并不正确。

除了热带蜜蜂之外,还有许多热带植物、昆虫、鱼类和爬行类动物在那次天地大碰撞中存活了下来。显然,那颗小行星并未消灭当时地球上的一切物种,否则后来也就不可能会出现人类。越来越多的证据表明,当时地球上有30%的物种逃过了那场浩劫。

最近的一项研究结果暗示,在那次大碰撞过程中,曾有大量灰烬在溅向太空后又重入地球大气层,在地面上形成可怕的热浪。不过,这场热浪只持续了几个小时,只有那些无法在水下或其他避难场所藏身的物种才被消灭掉了。

气候变暖是人自作自受

2003年夏天是欧洲500年来最热的一个夏天,有成千上万人被这个夏天出现的“超级热浪”夺去了性命,森林大火则毁灭了欧洲大面积的林地。可是现在看来,这多半是人类自作自受。一项最新的气候学研究表明,由人类产生的温室气体导致再次出现“超级热浪”的可能性增加了一倍。科学家通过计算机模拟发现,如果把人们在过去100年里制造的大量温室气体考虑在内,模拟结果中出现“超级热浪”的概率就比不考虑这一因素时高出一倍。在前一种情况下,计算机模拟的结果是气温平均上升0.5摄氏度,最高气温也上升0.5摄氏度,从而导致“超级热浪”出现的概率大大增加。科学家指出,他们之所以能够定量地算出人类自身在气温升高中的作用究竟有多大,就是因为由人类自身导致的气候变暖效应是如此明显。科学家也特别指出,影响全球气候的其他因素还有不少,尽管这些因素的效果要缓慢得多,但其协同作用的影响却是不能忽视的。

2004年真是很热

联合国的科学家在2004年岁末总结说,2004年是有记录以来第四个最热的年头。在这一年里,地球表面的平均温度上升了0.45摄氏度。气象学家是从1861年开始记录地球气候变化的,从这些记录中可以看出,从1990年以来出现了整个记录中最炎热的10个年头。大气层中新增的能量造就了一些最为极端的天气,其中包括4至5类加勒比海飓风、异常致命的亚洲台风、伊比利亚半岛沿岸气温高达40摄氏度的炎夏和全球范围内气温最高的暖冬。美国西部、非洲、阿富汗和印度则出现了异常严重的干旱,而且干旱的趋势还在加重。2004年的平均气温尤其证明,全球变暖的确正在加剧。从1900年到1975年,全球平均气温只升高了0.75摄氏度。而在1975年以后,这一升幅变成了原来的3倍。不过,迄今为止有记录的最炎热年头是1998年。不知你对当时

风流蟋蟀死得早

科学家最近发现,好营养会促使雄性蟋蟀过早成熟,因而也过早死亡。这暗示长寿并不是蟋蟀中的“风流浪子”孜孜以求的目标,或者说风流会让雄性蟋蟀“折寿”。科学家给一组蟋蟀喂食富含蛋白质的食物,而给另一组蟋蟀喂食缺乏营养的食物。结果发现,那些天天“大鱼大肉”的雌性蟋蟀比起营养不足的雌性同伴来说的确要长寿一些;而“脑满肠肥”的雄性蟋蟀则刚好相反,因为它们没把这些丰盛的营养用在强身健体上,而是花在了装点嗓子唱情歌、过早地“耍朋友谈恋爱”方面。不仅如此,这些风流蟋蟀用在求偶和放纵方面的时间也更多。就这样,放荡的生活让它们过早地进入了坟墓。这是多么沉痛的代价呀!

太阳黑子“点缀”树木年轮

最近,科学家

从树木年轮中推断出了过去11400年来的太阳黑子活动情况,并由此看出太阳活动正处于8000年以来的最猛烈期。在此之前,科学家们只了解从1610年以来的太阳黑子数,因为天文学家从那一年才开始通过直接观察来记录太阳黑子数。

用年轮推断法得到的1610年以来的黑子数,跟通过直接观察记录到的黑子数几乎完全一致,说明这一新方法十分可靠。年轮推断法的原理是:树木和树木的年轮中含有碳,这些碳来自于大气层中的二氧化碳;其中一些碳是以碳-14这一同位素的形式出现的,而碳-14则是由来自太阳系以外的宇宙射线轰击地球大气层所产生的;但是,如果太阳活动剧烈,黑子数多,太阳风强劲,那么宇宙射线就到达不了地球,碳-14的量自然就低;因此,假如某一圈年轮中所含的碳-14的数量少。就说明它所代表的那一年的太阳活动剧烈,黑子数多。

科学家特别指出,虽然过去几十年来太阳活动剧烈,但这并不是全球变暖的主要原因。

大鹰统治古代新西兰

一项新的遗传学研究结果表明,全球最小的鹰种之一在“移民”新西兰岛之后,竟然迅速变成了世界上最大的掠食鸟之一。这种鸟就是曾经独霸史前新西兰天空、但如今早已灭绝的哈斯特鹰,其翼展超过3米。为了寻找哈斯特鹰的起源,科学家从已有两千年历史的哈斯特鹰骨骼化石中提取遗传物质DNA(脱氧核糖核酸),并把它与来自该地区的其他掠食鸟的基因作比较。科学家们惊奇地发现,从遗传的角度看,体重达10公斤的哈斯特鹰竟然和生活在新几内亚及澳大利亚、体重通常不到1公斤的小鹰最相近。根据基因的变异程度和速度可以看出,哈斯特鹰和这种小鹰在不到100万年前很可能曾拥有共同的祖先。如果真是这样,就意味着哈斯特鹰在很短的时间里就从“小不点”摇身一变成为了“巨无霸”——体重猛增了9倍,这样的演化速度不能不让人惊叹。哈斯特鹰曾经是新西兰岛食物链中的顶端掠食者,就连体重达200公斤、但不具有飞行能力的恐鸟也是它的盘中餐。在大约700年前,人类踏上了新西兰岛,此后恐鸟和哈斯特鹰便销声匿迹。

鸟类大灭绝浪潮将至

鸟类正面临严峻的未来。科学家最新估计,在现存的所有鸟类中,大约14%都将在公元2100年之前灭绝。这一估计是根据鸟类最近的灭绝率——1.1%得出的。即使按照最乐观的估计,目前所有生存受到威胁的鸟种(大约有1200种)也都将在公元2100年之前消失,而未受到生存威胁的鸟种则都不会退出历史舞台。与这些鸟种一起消失的,还有它们在生态系统中所肩负的所有功能,比如传播花粉、控制害虫和清除腐肉等。鸟类大灭绝的后果已经初现端倪。比如,印度本土秃鹫的数量近年来出现了灾难性的暴降,原本由它们清除的动物腐尸现在则成为一些充当“清道夫”的哺乳动物(例如老鼠和野狗)的美食,这些哺乳动物的数量因此猛增。其后果如何呢?目前全世界每年约有50000人死于狂犬病,其中印度就占了30000人。另外,许多植物都依靠鸟类来传播花粉,因此,随着相关鸟种的消失,这些植物也就只能断子绝孙。要知道,从1500年至今,只有15%的鸟种消失。由此看来,鸟类灭绝的速度正在大大加快。

超新星爆发催生人类?

不久前,科学家在太平洋底部发现了280万年前的一次超新星爆发的证据,并由此推测是这场大爆发促进了人类的诞生。

科学家在过滤取自4800米深的太平洋底的沉积物时,发现了大量的铁-60。他们相信,这种铁元素的放射性同位素只可能来自超新星核反应所产生的极度高热和高压。因为铁-60的寿命很长,而衰变速度不变,所以科学家算出它开始衰变是在280万年前,这也就是那次超新星爆发的时间。此外,科学家们还算出那颗超新星的爆发地点距离地球仅数十分之一秒差距(1秒差距大约等于3.26光年)。这场爆发不仅导致固态铁像倾盆大雨一样落到地球上,而且让地球遭遇了十分严重的宇宙射线之灾。

据估计,这场宇宙射线之灾持续时间长达几十万年之久,地球因此深受煎熬,非洲的气候发生剧变。考古证据表明,非洲的气候在280万年前确实变得更加干燥。人类学家相信,正由于此,当时非洲的森林大面积地消失,取而代之的是大片大片的干草原。这就迫使灵长类动物从树上爬下来,在地面上学会了直立行走。

太阳可能是个“偷星贼”

有一次和另一颗恒星相遇时,太阳可能当了一回“偷星贼”。一项新的研究结果暗示,太阳的引力可能曾经将围绕另一颗恒星运行的星子(“婴儿”阶段的行星)拖到了太阳系以内。这要从2D04年说起,就在2004年,天文学家发现了迄今已知环绕太阳运行的最遥远天体——微型行星塞德娜。塞德娜星不仅比冥王星距离太阳更遥远,而且其高度非正圆形的轨道与太阳系主要行星的轨道成20度的夹角。科学家运用电脑模拟来探寻塞德娜星的来源,结果发现太阳与另一颗恒星的相撞就像两个圆形的锯齿在边缘相碰。相撞之后,两个星系中那些最外面的天体都被“震”出其原先所在的星系,塞德娜星就这样被“踢”到了现在的轨道。经过这次惊天动地的大碰撞,海王星以外的柯伊柏带(由小天体组成的带状区域)也损失了一些外围天体,因此现在的柯伊柏带边缘比较薄就并不奇怪。在那次大碰撞中,两个星系可能还交换了各自最外围的卫星,从而让原本位于太阳系以外的塞德娜星鬼使神差地跑到了太阳系中来。

月亮金字塔的血腥地基

最近,考古学家在墨西哥古城迪奥狄华肯巨大的月亮金字塔内部发现了大量的人类尸骨和动物骨骸,这些人和动物显然是当时被用来献祭的牺牲品。其中,有十具遭斩首者的尸体被胡乱扔进塔内,同时被扔进的还有一些被捆在一起的动物,包括山狮、狼和鹰。另外两具人体上则装饰有念珠,戴着用仿照的人类颚骨做成的项链。与这些人和动物陪葬者同时被埋入的,还有一些上面有宗教徽记的武器。在此之前,科学家一直相信迪奥狄华肯人是平静祥和、纯粹以从事农业为生的民族。现在看来,实际情况根本不是这样。迪奥狄华肯建于大约2000年前,是当时美洲第一个主要的大城市。究竟是什么人创建了这座城市,现在还是一个未解之谜。为了扩大其庙宇规模,迪奥狄华肯人干脆就在已有的建筑的顶部添加新的建筑,这样建筑就一层又一层地累加起来。月亮金字塔一共有7层,这些尸骨则埋在第五层里。考古学家认为,其中埋葬的武器表明这座城市当时正在增强兵力。

用沙丁鱼

阻止全球变暖

科学家最近发现,沙丁鱼数量的持续下降可能会导致海洋上空的温室气体含量不断升高,这暗示恢复沙丁鱼的数量或许会有助于阻止全球变暖。其中的关键在于沙丁鱼的饮食——沙丁鱼会吞噬大量的浮游植物(微型海洋植物)。假如不被吞噬掉,死亡的浮游植物就会沉到海底并腐烂,从而释放温室气体。自上世纪70年代以来,由于过度捕捞,纳米比亚海域的沙丁鱼数量急剧减少,而从该海域的海底喷出的温室气体数量却显著增加。这些温室气体中包括甲烷和有臭鸡蛋味的硫化氢,其中硫化氢会严重消耗水中的氧,从而在墨西哥湾等海域造成海洋中的“死亡地带”;而甲烷是比二氧化碳厉害得多的温室气体。随着洋流将更多的养分送至海面,浮游植物的数量会越来越多。全球变暖的步伐无疑会因此加快。

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