秋 水
雪花或雪向來被視為純潔、干凈和美麗,所以有雪(潔)白無瑕之稱。但是,人們早就知道,雪花中也有塵埃?,F(xiàn)在科學研究發(fā)現(xiàn),雪花中還含有許多細菌甚至病毒。無論你相信與否,這都是事實。而細菌、病毒、塵埃與雪花共存的最主要原因是,前三者是雪花和雨形成的必要條件。
長期以來,研究人員就知道,雪花和冷空氣中的雨滴中含有一些物質(zhì),這使得雪花和雨能凝結(jié)成形,雪和雨當中的物質(zhì)稱為成核素(凝結(jié)核)?,F(xiàn)在,一項新的研究又發(fā)現(xiàn),雪和雨中的大量凝結(jié)核是細菌。不過,這些細菌對植物有害,能影響植物的生長發(fā)育。這個發(fā)現(xiàn)表明,迄今細菌其實是自然中最為活躍的冰核(凝結(jié)核),而非塵埃。
美國路易斯安那州立大學的布倫特·C·克里斯特納等人從南極、法國、美國的蒙大拿和加拿大的育空(加拿大西北地區(qū))搜集了許多雪樣并進行分析。他們發(fā)現(xiàn),在某些樣本中高達85%的凝結(jié)核是細菌。在法國搜集的雪樣中細菌最多,其次是蒙大拿和育空的雪樣,而南極收集的雪樣中的細菌較少。
雪樣中的凝結(jié)核細菌最多的是丁香假單胞菌,能導致包括西紅柿和豆角在內(nèi)的多種植物生病。在全球收集到的20個雪樣中都發(fā)現(xiàn)了這種細菌。而后來在路易斯安那州夏季的雨滴中也發(fā)現(xiàn)了這種細菌。由于假單胞菌對農(nóng)作物的危害,過去人們一直關(guān)注它并試圖消滅它,但現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn)這種細菌居然成為促成雪和雨形成的重要因素,因而可能讓人對它們的態(tài)度產(chǎn)生變化或陷入困境。
例如,如果消滅這類細菌則可能導致雨雪量的減少,當然,也許可以用另外的凝結(jié)核,如煤灰或塵埃來代替。但如果由煤灰或塵埃來替代細菌,它們是好還是壞?當然,現(xiàn)在可能還沒有答案。但是,假單胞菌對促成云彩中的霧氣變得濃縮而凝結(jié)是非常有效的。而且,即使是死亡的細菌也被用作雪的添加物以制造滑雪場。
同樣,如果細菌有讓雪和雨形成的功能,那么下面兩種情況也讓人為難。在經(jīng)受旱災的地區(qū)。明知細菌有感染莊稼的危險時,是否還讓它們作為凝結(jié)核添加到大氣中以增加降雨量?人們早就知道,微生物、昆蟲和藻類浮飄在大氣中,但卻沒有認識到大氣是某些事物被激活的場所。不過,人類的認識在最近10年有了改變,比如現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),在一片云彩中可以獲得支持微生物生存的水、有機碳及所有必須的物質(zhì)。
而其他一些研究人員,如加拿大安大略省的王后大學的生物學家弗吉尼亞·K·沃克也發(fā)現(xiàn),病毒可以起到雪凝結(jié)核的作用,但是不像假單胞菌那樣著名,能起到這種作用的病毒也隨處可見,是一種極好的病毒,也非常有意思。而在零下幾度的相對溫暖的溫度下,病毒最能有效地吸收水氣形成冰。細菌和病毒具有讓雨雪凝結(jié)成形的作用會使人類重新認識細菌和病毒。
當然,塵埃也是雨和雪形成的重要物質(zhì)。研究人員發(fā)現(xiàn),在過去50萬年中大量被吹到熱帶太平洋的塵埃在溫暖和寒冷期間發(fā)生了廣泛的變化。這些塵埃不僅對雨和雪的形成有重要作用,而且對天氣和氣候有更重要的作用。塵埃作為雨的凝結(jié)核能阻止來自太陽的進入地球的輻射,而且塵埃也可以像離子一樣輸送礦物質(zhì),從而增進這一海域的浮游生物的生長,浮游生物增多,也為海洋中的生物多樣性創(chuàng)造了條件。所以塵埃也并非一無是處。
美國哥倫比亞大學的吉塞拉·溫克勒領(lǐng)導的研究小組發(fā)現(xiàn),聚集在海洋中的塵埃在寒冷時期達到最高峰,而在溫暖時期則變少。使用放射性同位素,研究人員追蹤到亞洲以西和南美以東地區(qū)的塵埃。塵埃輸送變化的原因是復雜的,但總體上在寒冷的時候風力大一些,因而更多的塵埃會被到處吹走。而海洋塵埃最多的最寒冷的時期是每10萬年出現(xiàn)一次,離我們最近的一次則是在2萬年前。
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