揭開(kāi)十大自然之謎

會(huì)“走路”的風(fēng)帆石

美國(guó)加州賽馬場(chǎng)鹽湖死亡谷國(guó)家公園中的一片表面平整的干涸湖床，是會(huì)“走路”的風(fēng)帆石的所在地。從19世紀(jì)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(jiàn)的力量使上百塊巖石同時(shí)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(dá)300千克。

2011年，一組美國(guó)研究者決定啟動(dòng)調(diào)查。他們?cè)O(shè)置了一臺(tái)延時(shí)相機(jī)和一個(gè)測(cè)量陣風(fēng)的天氣站，然后在15塊石灰?guī)r上安裝了動(dòng)態(tài)感應(yīng)GPS追蹤器。

2013年12月，當(dāng)這些巖石移動(dòng)時(shí)，謎題終于被解開(kāi)——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(yáng)光下破碎成大塊浮動(dòng)的冰板。風(fēng)速約15千米/小時(shí)的微風(fēng)吹動(dòng)這些聚積起來(lái)的冰板，這些冰板推動(dòng)著巖石在冰面下的泥土上留下軌跡。幾個(gè)月后湖床干涸，這些軌跡就顯露出來(lái)。

也就是說(shuō)，只有在條件完美的情況下，巖石才能移動(dòng)。風(fēng)、陽(yáng)光、水、冰，這些都不能過(guò)多或過(guò)少。

長(zhǎng)頸鹿如何保持直立

長(zhǎng)頸鹿體重約1000千克，但相對(duì)它們的體型，那竹竿一樣的腿簡(jiǎn)直令人難以置信的細(xì)。然而，它們卻從來(lái)不會(huì)摔倒或出現(xiàn)受傷的情況。

為了找到原因，英國(guó)皇家獸醫(yī)學(xué)院的研究者們對(duì)來(lái)自歐盟動(dòng)物園捐獻(xiàn)的長(zhǎng)頸鹿肢體進(jìn)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(zhǎng)頸鹿腿上的長(zhǎng)頸鹿的體重。每條腿都很穩(wěn)定，直立完全沒(méi)有問(wèn)題。

實(shí)際上，長(zhǎng)頸鹿的腿可以成功地承受更大的重量——這要?dú)w功于沿縱向陷在長(zhǎng)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(lèi)腳中的跖骨和手中的掌骨類(lèi)似。但與人相比，長(zhǎng)頸鹿的這些骨頭要長(zhǎng)得多。懸韌帶自身不產(chǎn)生任何力，它提供一個(gè)被動(dòng)的支持，只是因?yàn)樗菑椥越M織，而不是肌肉。它能減輕動(dòng)物的疲勞，因?yàn)樗恍枰么罅康募∪馊コ惺茏陨淼闹亓?。這些懸韌帶同時(shí)還保護(hù)長(zhǎng)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(dú)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(zhǎng)達(dá)500公里。在之前的400萬(wàn)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?？茖W(xué)家們一直被一個(gè)問(wèn)題所困擾：是什么導(dǎo)致這些火山爆發(fā)集中在一個(gè)時(shí)間段，而另外的時(shí)間里幾乎沒(méi)有爆發(fā)？

如今，研究者們已經(jīng)解決了這個(gè)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(dòng)。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(dòng)，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(gè)熱點(diǎn)，從而產(chǎn)生了巖漿。

信鴿百慕大三角

19世紀(jì)60年代，康奈爾大學(xué)的研究者開(kāi)始研究信鴿的一項(xiàng)非凡能力：它們可以從之前不認(rèn)識(shí)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(lái)自美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的JonathanHagstrum教授認(rèn)為，雖然他的理論尚存爭(zhēng)議，但他可能已經(jīng)解決了這個(gè)謎團(tuán)。“鳥(niǎo)兒們尋找方向的方法是使用一個(gè)指南針和一張地圖。指南針通常是指太陽(yáng)的位置或地球磁場(chǎng)，它們用聲音當(dāng)做地圖，這將告訴它們相對(duì)家的位置?！?/p>

Hagstrum認(rèn)為鴿子使用的是次聲波，就是那些頻率較低、人類(lèi)聽(tīng)不到的聲音。鳥(niǎo)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(dòng)引起的）當(dāng)作回家的燈塔。

會(huì)“唱歌”的沙丘

目前已知有35個(gè)沙丘會(huì)發(fā)出響亮的隆隆聲，就像大提琴的低吟。這些聲音會(huì)持續(xù)15分鐘左右，可傳播約10公里遠(yuǎn)。一些沙丘偶爾會(huì)唱歌，而另一些每天都會(huì)唱。這種現(xiàn)象發(fā)生于沙粒從沙丘上滑下時(shí)。

一開(kāi)始，科學(xué)家們認(rèn)為這些聲音來(lái)自沙丘次表層的振動(dòng)。但研究者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)?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(gè)斜面結(jié)構(gòu)上滑下來(lái)時(shí)，就會(huì)發(fā)出聲音。

接下來(lái)，研究者們調(diào)查了為什么一些會(huì)唱歌的沙丘能一次發(fā)出多種音調(diào)。他們研究了來(lái)自?xún)蓚€(gè)沙丘的沙子——一個(gè)來(lái)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(gè)八度的升G類(lèi)似；另一個(gè)來(lái)自阿曼東南部的沙丘，沙子發(fā)出的聲音在9個(gè)音符的范圍內(nèi)，從升F到D，頻率約在90～150Hz之間。

原來(lái)，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(lèi)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(gè)音符范圍內(nèi)的音調(diào)。

此外，沙粒移動(dòng)的速度也是一個(gè)因素。當(dāng)所有的沙粒大小都差不多時(shí)，它們均以相似的速度移動(dòng)，始終發(fā)出同一音調(diào)的聲音。當(dāng)沙粒大小不同時(shí)，它們移動(dòng)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(jí)基金清潔場(chǎng)生長(zhǎng)旺盛的魚(yú)

從19世紀(jì)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(guó)馬薩諸塞州的新貝德福德港。美國(guó)環(huán)保署宣布將這個(gè)港口作為一個(gè)超級(jí)基金清理場(chǎng)，因?yàn)檫@里的PCB污染已經(jīng)超過(guò)了安全標(biāo)準(zhǔn)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(yú)卻瘋狂地生長(zhǎng)。通常，當(dāng)一條魚(yú)消化PCB時(shí)，其中代謝產(chǎn)生的一些化學(xué)物質(zhì)對(duì)魚(yú)來(lái)說(shuō)比最初的PCB毒性更強(qiáng)。但研究發(fā)現(xiàn)：鳉魚(yú)在遺傳通道上觸動(dòng)了一個(gè)關(guān)閉開(kāi)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(huì)使鳉魚(yú)對(duì)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(yú)無(wú)法在健康的環(huán)境中生存。

值得注意的是，鳉魚(yú)是條紋鱸、竹莢魚(yú)和另外一些我們平常食用的魚(yú)的食物。所以，盡管鳉魚(yú)似乎對(duì)PCB毒素免疫，但它們?nèi)匀豢梢詫⑦@些污染物通過(guò)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(chēng)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(lái)除了使用衛(wèi)星，我們通常很難探測(cè)到它們。最大的潛波出現(xiàn)在位于臺(tái)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(dòng)很長(zhǎng)的距離。

科學(xué)家認(rèn)為我們必須了解這些潛波是如何產(chǎn)生的，因?yàn)檫@些潛波可能對(duì)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(dòng)大量的鹽、熱量和營(yíng)養(yǎng)物穿過(guò)整個(gè)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?cè)谝粋€(gè)高15米的波浪水箱中進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。潛波通過(guò)把冰冷的底部水推向模擬海底的兩個(gè)海脊來(lái)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(lèi)似于高山的這一特點(diǎn)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(gè)問(wèn)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(dá)維斯分校的科學(xué)家們決定要找到這個(gè)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(jì)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?yàn)樗麄兊拿l(fā)比其他類(lèi)似的動(dòng)物要短。這些吸血蠅會(huì)攜帶致命的疾病，因此對(duì)斑馬來(lái)說(shuō)避免這個(gè)危險(xiǎn)非常重要。

二疊紀(jì)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(jì)末的滅絕中被徹底毀滅。對(duì)于引發(fā)物種滅絕的元兇，科學(xué)家們一直在找尋。

美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員稱(chēng)，元兇是一種叫做“甲烷八疊球菌”的單細(xì)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(jì)，科學(xué)家們認(rèn)為甲烷八疊球菌經(jīng)歷了一種基因轉(zhuǎn)移，這種轉(zhuǎn)移來(lái)自一種可以讓甲烷八疊球菌醋酸化的細(xì)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(jī)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(dòng)植物都死亡，海中的魚(yú)類(lèi)和甲殼類(lèi)動(dòng)物也難逃一劫。但這些微生物需要獲得鎳，才會(huì)如此瘋狂地繁殖?；趯?duì)沉積物的分析，研究人員們認(rèn)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(rèn)為，小行星和彗星的墜落為我們的星球帶來(lái)了水?？茖W(xué)家們覺(jué)得地球表面的水必然來(lái)得非常晚——應(yīng)該在地球形成幾百萬(wàn)年以后。

但一項(xiàng)新的研究表明，地球早在形成時(shí)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(rèn)為的進(jìn)化時(shí)間時(shí)進(jìn)化。

為了確定水到達(dá)地球的時(shí)間，研究者們對(duì)比了兩組隕石。第一組是碳質(zhì)球粒隕石，這是已認(rèn)定的最古老的隕石。它幾乎與太陽(yáng)同時(shí)出現(xiàn)。第二組隕石被認(rèn)為來(lái)自灶神星，一個(gè)與地球位于同一片大區(qū)域、形成于太陽(yáng)系形成后1400萬(wàn)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(rèn)為地球在46億年前形成時(shí)，其表面就存在著來(lái)自碳質(zhì)球粒隕石的水。（責(zé)任編輯/余風(fēng)）