會“走路”的風(fēng)帆石
美國加州賽馬場鹽湖死亡谷國家公園中的一片表面平整的干涸湖床,是會“走路”的風(fēng)帆石的所在地。從19世紀40年代至今,風(fēng)帆石“走路”的現(xiàn)象每隔幾年或幾十年發(fā)生一次,一股不可預(yù)見的力量使上百塊巖石同時跨越大地,在干泥上留下一條條平行的軌跡線。而這些風(fēng)帆石,每塊重達300千克。
2011年,一組美國研究者決定啟動調(diào)查。他們設(shè)置了一臺延時相機和一個測量陣風(fēng)的天氣站,然后在15塊石灰?guī)r上安裝了動態(tài)感應(yīng)GPS追蹤器。
2013年12月,當(dāng)這些巖石移動時,謎題終于被解開——大雨和降雪在鹽湖上留下了7毫米的降水。在夜晚,這些水凍成了薄薄的冰片,而這些冰片在正午的陽光下破碎成大塊浮動的冰板。風(fēng)速約15千米/小時的微風(fēng)吹動這些聚積起來的冰板,這些冰板推動著巖石在冰面下的泥土上留下軌跡。幾個月后湖床干涸,這些軌跡就顯露出來。
也就是說,只有在條件完美的情況下,巖石才能移動。風(fēng)、陽光、水、冰,這些都不能過多或過少。
長頸鹿如何保持直立
長頸鹿體重約1000千克,但相對它們的體型,那竹竿一樣的腿簡直令人難以置信的細。然而,它們卻從來不會摔倒或出現(xiàn)受傷的情況。
為了找到原因,英國皇家獸醫(yī)學(xué)院的研究者們對來自歐盟動物園捐獻的長頸鹿肢體進行了研究。研究者們將肢體放在鋼架中,然后用質(zhì)量為250千克的重量模擬承擔(dān)在長頸鹿腿上的長頸鹿的體重。每條腿都很穩(wěn)定,直立完全沒有問題。
實際上,長頸鹿的腿可以成功地承受更大的重量——這要歸功于沿縱向陷在長頸鹿腿骨中的懸韌帶(用于把骨頭聚集在一起的纖維狀組織)。這些腿骨同人類腳中的跖骨和手中的掌骨類似。但與人相比,長頸鹿的這些骨頭要長得多。懸韌帶自身不產(chǎn)生任何力,它提供一個被動的支持,只是因為它是彈性組織,而不是肌肉。它能減輕動物的疲勞,因為它不需要用大量的肌肉去承受自身的重量。這些懸韌帶同時還保護長頸鹿的足關(guān)節(jié)并阻止它的雙腳癱倒。
澳大利亞唯一活火山的獨特起源
澳大利亞僅有一片活火山區(qū),它從墨爾本延伸至甘比亞山,長達500公里。在之前的400萬年中,大約發(fā)生了400次火山爆發(fā),最后的一次爆發(fā)約在5000年前。科學(xué)家們一直被一個問題所困擾:是什么導(dǎo)致這些火山爆發(fā)集中在一個時間段,而另外的時間里幾乎沒有爆發(fā)?
如今,研究者們已經(jīng)解決了這個謎題。地球上的絕大多數(shù)火山形成在地殼構(gòu)造板塊上,而位于地幔上的地殼構(gòu)造板塊始終保持小距離(每年幾厘米)的移動。但在澳大利亞,陸地厚度的區(qū)別使得地幔下產(chǎn)生了流動,將熱量導(dǎo)向到了地表。再加上澳大利亞每年向北漂移約7公分,這片地區(qū)就演化出了一個熱點,從而產(chǎn)生了巖漿。
信鴿百慕大三角
19世紀60年代,康奈爾大學(xué)的研究者開始研究信鴿的一項非凡能力:它們可以從之前不認識的地方找到回家的路。研究者在橫跨紐約州的不同地方放飛了鴿子,除了Jersey山上放飛的鴿子,其余的鴿子都做的很好。
來自美國地質(zhì)調(diào)查局的JonathanHagstrum教授認為,雖然他的理論尚存爭議,但他可能已經(jīng)解決了這個謎團?!傍B兒們尋找方向的方法是使用一個指南針和一張地圖。指南針通常是指太陽的位置或地球磁場,它們用聲音當(dāng)做地圖,這將告訴它們相對家的位置?!?/p>
Hagstrum認為鴿子使用的是次聲波,就是那些頻率較低、人類聽不到的聲音。鳥兒們可能是將次聲波(在這種情況下,這些次聲波是由深海海浪導(dǎo)致的地球表面小幅的振動引起的)當(dāng)作回家的燈塔。
會“唱歌”的沙丘
目前已知有35個沙丘會發(fā)出響亮的隆隆聲,就像大提琴的低吟。這些聲音會持續(xù)15分鐘左右,可傳播約10公里遠。一些沙丘偶爾會唱歌,而另一些每天都會唱。這種現(xiàn)象發(fā)生于沙粒從沙丘上滑下時。
一開始,科學(xué)家們認為這些聲音來自沙丘次表層的振動。但研究者們通過實驗?zāi)M發(fā)現(xiàn):是沙子,而不是沙丘發(fā)出了聲音——當(dāng)沙粒從沙丘或一個斜面結(jié)構(gòu)上滑下來時,就會發(fā)出聲音。
接下來,研究者們調(diào)查了為什么一些會唱歌的沙丘能一次發(fā)出多種音調(diào)。他們研究了來自兩個沙丘的沙子——一個來自摩洛哥西南部的沙丘,沙子始終發(fā)出頻率約105Hz的聲音,和低于中C兩個八度的升G類似;另一個來自阿曼東南部的沙丘,沙子發(fā)出的聲音在9個音符的范圍內(nèi),從升F到D,頻率約在90~150Hz之間。
原來,沙粒的大小是決定音符音調(diào)高低的因素。摩洛哥的沙粒差不多都是一樣大小,約在150~170微米。它們一致地發(fā)出類似升G的音調(diào)。而阿曼的沙粒大小從150~310微米不等,這使得它們可以發(fā)出9個音符范圍內(nèi)的音調(diào)。
此外,沙粒移動的速度也是一個因素。當(dāng)所有的沙粒大小都差不多時,它們均以相似的速度移動,始終發(fā)出同一音調(diào)的聲音。當(dāng)沙粒大小不同時,它們移動的速度不同,從而使其發(fā)出的聲音的音調(diào)范圍更廣。
在超級基金清潔場生長旺盛的魚
從19世紀40年代至70年代,制造廠將多氯聯(lián)苯(PCB)作為廢料傾倒入美國馬薩諸塞州的新貝德福德港。美國環(huán)保署宣布將這個港口作為一個超級基金清理場,因為這里的PCB污染已經(jīng)超過了安全標準的4倍多。
然而,在這樣的有毒物質(zhì)污染環(huán)境當(dāng)中,亞特蘭大鳉魚卻瘋狂地生長。通常,當(dāng)一條魚消化PCB時,其中代謝產(chǎn)生的一些化學(xué)物質(zhì)對魚來說比最初的PCB毒性更強。但研究發(fā)現(xiàn):鳉魚在遺傳通道上觸動了一個關(guān)閉開關(guān),阻止了代謝毒素的形成。它們已經(jīng)適應(yīng)了PCB污染環(huán)境,但一些科學(xué)家相信,這種基因改變可能會使鳉魚對別的污染物的有害效應(yīng)更加敏感,也有可能當(dāng)水被清理干凈后,這些魚無法在健康的環(huán)境中生存。
值得注意的是,鳉魚是條紋鱸、竹莢魚和另外一些我們平常食用的魚的食物。所以,盡管鳉魚似乎對PCB毒素免疫,但它們?nèi)匀豢梢詫⑦@些污染物通過食物鏈向上傳遞給我們。
水下波浪是如何產(chǎn)生的
水下波浪,又稱潛波,駐留在大洋表面下,隱藏于我們的視線范圍之外。這些潛波將大洋表面的水升高幾英寸,這樣一來除了使用衛(wèi)星,我們通常很難探測到它們。最大的潛波出現(xiàn)在位于臺灣和菲律賓之間的呂宋海峽,它們可高聳至170米并以每秒僅幾厘米的速度移動很長的距離。
科學(xué)家認為我們必須了解這些潛波是如何產(chǎn)生的,因為這些潛波可能對全球氣候變化有非常大的影響。潛波將大洋中的鹽度低、溫暖、上部的水與鹽度高、冰冷、下部的水混合,并推動大量的鹽、熱量和營養(yǎng)物穿過整個大洋,這是熱量從大洋表層轉(zhuǎn)移至下部水的主要途徑。
為了解決呂宋海峽的潛波是如何產(chǎn)生的這一謎題,科學(xué)家們在一個高15米的波浪水箱中進行了模擬試驗。潛波通過把冰冷的底部水推向模擬海底的兩個海脊來得到。研究發(fā)現(xiàn):這些巨大的潛波是由呂宋海峽的海脊間的空隙產(chǎn)生的,而不是由海脊類似于高山的這一特點所引起的。
斑馬為什么有條紋
關(guān)于斑馬身上為什么有條紋這個問題目前有許多理論,一些理論主張條紋起到調(diào)節(jié)體溫或是選擇伴侶的作用。加州大學(xué)達維斯分校的科學(xué)家們決定要找到這個答案,他們研究了斑馬、野馬和野驢種群(以及亞種群)的居住地,并收集斑馬身上條紋的顏色、位置和大小等信息。然后他們繪制了采采蠅(一種非洲的吸血蠅)和如馬虻、鹿虻等虻的位置,再加上一些其他的變量、一些統(tǒng)計分析。
最終,他們找到了答案:在世界上那些吸血蠅越多的地方,斑馬身上的條紋也都更多——這可以使它們避免受到吸血蠅的攻擊。斑馬之所以更易受到吸血蠅的傷害,是因為他們的毛發(fā)比其他類似的動物要短。這些吸血蠅會攜帶致命的疾病,因此對斑馬來說避免這個危險非常重要。
二疊紀物種大滅絕
大約2.52億年前,我們星球上約90%的物種都在二疊紀末的滅絕中被徹底毀滅。對于引發(fā)物種滅絕的元兇,科學(xué)家們一直在找尋。
美國麻省理工學(xué)院的研究人員稱,元兇是一種叫做“甲烷八疊球菌”的單細胞微生物,它以碳化合物為食,產(chǎn)生甲烷作為廢物。這種微生物在今天存在于垃圾堆、油井和奶牛的內(nèi)臟中。在二疊紀,科學(xué)家們認為甲烷八疊球菌經(jīng)歷了一種基因轉(zhuǎn)移,這種轉(zhuǎn)移來自一種可以讓甲烷八疊球菌醋酸化的細菌。一旦基因轉(zhuǎn)移發(fā)生,這種微生物就可以吃掉大量的有機物。
微生物數(shù)量爆發(fā),在大氣中產(chǎn)生大量的甲烷,并使大洋酸化。陸地上的大多數(shù)動植物都死亡,海中的魚類和甲殼類動物也難逃一劫。但這些微生物需要獲得鎳,才會如此瘋狂地繁殖?;趯Τ练e物的分析,研究人員們認為西伯利亞的火山噴發(fā)提供了微生物繁殖所需的大量鎳。
地球海洋的起源
我們的地球表面,有約70%的面積被水覆蓋。一般認為,小行星和彗星的墜落為我們的星球帶來了水??茖W(xué)家們覺得地球表面的水必然來得非常晚——應(yīng)該在地球形成幾百萬年以后。
但一項新的研究表明,地球早在形成時表面就已經(jīng)有水存在,這些水足夠生命在早于我們最初認為的進化時間時進化。
為了確定水到達地球的時間,研究者們對比了兩組隕石。第一組是碳質(zhì)球粒隕石,這是已認定的最古老的隕石。它幾乎與太陽同時出現(xiàn)。第二組隕石被認為來自灶神星,一個與地球位于同一片大區(qū)域、形成于太陽系形成后1400萬年的大行星帶。這兩種隕石含有同樣的化學(xué)成分,并含有大量的水。因此,研究者們認為地球在46億年前形成時,其表面就存在著來自碳質(zhì)球粒隕石的水。(責(zé)任編輯/余風(fēng))