玛雅人的滤水古法

蒂卡尔是玛雅一座建在多孔石灰岩上的城市,干旱的气候使这里的人们很难获得天然的饮用水。因此,收集和储存清洁水对当地人的生存至关重要。研究人员发现:在蒂卡尔当地,沸石(一种铝硅酸盐矿物)这种物质只在柯里昂水库的沉积层中才存在;此外,沉积层中还存在另一种物质——结晶石英。沸石和结晶石英的混合物是一种天然的分子筛,可用来对水进行过滤,这就是古玛雅人赖以获取清洁饮用水的物质。

很多人认为,玛雅人的工程技术能力不如古希腊人、古罗马人和古印度人。然而,在水资源管理方面,玛雅人却早已领先他们几千年。

为什么不粘锅有时候也会粘上食物?

最近,科学家通过探究不粘锅中“干燥点”的形成,揭示了食物会粘在不粘锅上的原因。科学家解释说,当热锅加入食用油时会形成油膜。油膜在升温过程中,底部温度较高,上层温度相对较低,这导致油膜上层的表面张力比下层大。这种差异导致了热毛细对流现象——当油向锅边缘移动时,锅底中央的油膜破裂,形成干燥点(没有油覆盖的区域),进而出现粘锅现象。此外,科学家还确定了静止和流动油膜下形成干燥点的条件,并给出避免粘锅的建议,例如,多倒一些油,让油完全覆盖平底锅锅底的表面,或者勤翻动食物。

冰湖怪环谜底揭开

几十年来。科学家注意到一个奇怪现象:每年春季,俄罗斯贝加尔湖冻结的湖面上都会出现硕大的圆环,直径有5~7千米。科学家发现,从圆环出现前一直到出现期间,结冰的湖面下会出现顺时针旋转的涡流。科学家认为,涡流可能是由甲烷引起的。贝加尔湖底部的微生物在进行厌氧代谢时会释放甲烷。携带微生物代谢所产热量的甲烷气泡,在上升过程中受科里奥利力(地球自转产生的一种惯性力)的影响,开始沿顺时针方向做螺旋运动,由此形成温暖的涡流。最终,涡流上升到结冰的湖面,导致冰面融化。但为什么圆环的中心没有被融化?这是因为涡流的外围流速快、冲击力强,冰面很容易被外围涡流融化,但涡流中心区域水流速度慢,冲击力很弱,冰就不那么容易融化。

170萬年前的“温泉火锅”

坦桑尼亚的奥杜威峡谷是早期人类的活动地之一。2020年底,科学家对一些来自奥杜威峡谷的170万年前的沉积物进行了研究。他们原本想研究沉积物中的植物叶蜡,但在沉积物中意外发现了一种由超嗜热细菌合成的脂类。这种细菌只在水温超过80℃的环境中才能生长,因此科学家推断,奥杜威峡谷在170万年前存在高温温泉,生活在奥杜威峡谷的古人类很可能借助这些温泉,煮熟他们捕获的猎物或收集到的块茎。这种猜测有一定道理:奥杜威峡谷是地质活动活跃的构造区,这里数百万年间发生过数次火山活动,被火山熔岩加热的地下水上升到地表,形成了高温温泉。

喜爱粪便的屎壳郎

埃及法老墓中的圣甲虫壁画。

屎壳郎的学名是蜣螂。一些种类的屎壳郎一夜间可埋藏相当于自身体重250倍的粪便。许多屎壳郎把动物粪便推成球状,作为食物或繁殖场所。另有一些屎壳郎把粪便埋在自己能找到的任何地方。还有一些屎壳郎干脆就生活在粪堆中,它们通常受穴鸮(打洞猫头鹰)收集的粪堆吸引。世界上最大的屎壳郎是10厘米长的巨蜣螂。大多数屎壳郎以动物粪便为食,有“自然界清道夫”的称号。屎壳郎在生态系统平衡中具有重要作用,包括将粪便转运到地下、对种子进行二次传播、传粉、对有害生物进行控制和作为寄生虫的中间宿主。夜间活动的非洲蜣螂,是少有的几种借助银河系来导航的非脊椎动物之一。

古埃及人相信,圣甲虫(蜣螂)神每天一早把太阳(粪球)推到地平线上方,日落后则推下“阴间”,只为了第二天太阳复生。而在一些埃及新王国时期的王室墓中刻画太阳神的壁画上,圣甲虫自身就是早晨太阳的化身。埃及法老拉美西斯六世王陵中的天象图刻画了太阳的“死亡”和“复活”:圣甲虫神被天空女神吞下,代表太阳的“死亡”;由天空女神重新生下,代表太阳的“复活”。圣甲虫在古埃及人的丧葬理念中尤其重要,是因为古埃及人相信圣甲虫只有雄性,其繁殖是通过向粪球中排精而完成的,这种完全的“自我繁殖”就像是圣甲虫神自己创造自身而无需其他条件。

追踪水体中塑料瓶的移动

2020年底,科学家在恒河和孟加拉湾分别投放了25个带有全球定位系统和卫星标签的塑料瓶。3个月后,通过卫星追踪,他们发现漂流最远的塑料瓶移动了2845千米,平均移动距离为267千米。城市塑料废物被排入河流后,会在全球水体中快速散布。有研究显示,海洋塑料中的80%来自河流运输。科学家希望,未来研发出太阳能的塑料瓶追踪装置,以便能更长期了解塑料垃圾在全球水体中的移动模式,助益塑料垃圾的处理工作。

破解暗物质失踪之谜

2019年,科学家宣布,发现黯淡超发散星系(简称“UDF”)中严重缺乏暗物质的第二例——NGC1052-DF4星系(简称“DF4”)。第一例是NGC1052-DF2(简称“DF2”),而DF4的发现进一步说明暗物质数量不够的星系真的可能存在。

问题是:根据现有模型,星系的形成首先就需要暗物质。那么,怎么可能存在暗物质不够的星系?既然连暗物质都严重缺乏,又怎么可能形成星系?科学家并不清楚暗物质是什么,也不能直接探测暗物质,但知道大多数星系的引力都比在只有正常、可探测物质情况下的引力强得多,也就是说星系中只有这些物质是不够的。由此可以推测。宇宙中存在隐藏的物质——暗物质来产生额外的引力。按照科学家对星系形成的了解,如果没有暗物质,就不会有足够的引力让物质坍缩成婴儿星系。

当一个科学团队发现DF2与地球的距离比起初认为的实际上要近得多时,上述难题看来就基本解决了。既然DF2离我们根本没那么远,就意味着它的质量比科学家最初的计算值低得多,其中正常物质的比例也低得多,这样一来,暗物质的比例自然就上升许多,于是暗物质不够的问题就不:存在了。

接着,该团队聚焦DF4。虽然它看起来距离地球近得多,但仍有不对劲的地方——该星系中恒星的运行速度仍然表明该星系中的暗物质数量比应有数量少太多。暗淡的DF4很难观测。于是,该团队租用了包括哈勃空间望远镜在内的多部全球最强大望远镜来破解DF4的暗物质不够之谜。通过这些望远镜,他们发现DF4的恒星正在被拖出该星系,这是DF4与—个大得多的螺旋星系——NGC 1035相互作用的结果。这个大天体“破坏”小天体的过程,被称为“潮汐破坏”。

科学家最初发现DF4拥有一种很“放松”的对称形态,这说明没有外界力量侵扰它。但由强力望远镜最新拍摄的图像显示,DF4实际上受到相邻星系NGC 1035干扰,而且这种干扰才刚开始。尽管如此,虽然DF4的内部没受影响,但其外层恒星却因潮汐破坏而脱离该星系。

因为暗物质环绕在星系周围,所以潮汐破坏首先会移除的是小星系的大部分暗物质,然后才影响恒星。只有当暗物质数量下降到星系总质量的10%以下时,星系中的恒星才开始被剥离。这完全符合强力望远镜的观测结果。实际上,UDF质量中暗物质占比一般都很高,甚至高达99%。但据估计,其中DF4的暗物质占比还不到1%。

因为暗物质基本上算是把星系粘在一起的胶水,所以暗物质占比很低意味着DF4在宇宙中的寿命有限。随着时间推移,DF4最终将被NGC1035破坏和吞并,至少DF4的—部分恒星将在深空自由飘移。但令人安慰的是,现有的星系形成理论无须改写。

日记中的神秘黑斑 揭示作者最后时光

1906~1908年,由丹麦人种学者埃利森率领的三人远征队前往格陵兰东北海岸考察,远征队另两位成员是地图绘制员哈根和出生于格陵兰的因纽特人布伦德。

根据布伦德的日记,在远征队穿越冰原从格陵兰北海岸返回大本营途中,埃利森和哈根死于在严寒中筋疲力尽,到这时布伦德已到达大本营附近一个可以提供庇护的洞穴。他在日记的最后写道:我在残月下来到这里,难以支撑下去,因为我的双腿已经冻坏,四周黑暗无光。其他人的遗体躺在峡湾里。

1908年3月,另一支远征队发现了布伦德的遗体和他的日记。他们把他埋葬在其死亡地点,他的日记被交给位于哥本哈根的丹麦皇家图书馆收藏。在日记最后一页的布伦德签名下方,有一块粘在页面上的黑斑。1993年,一名研究人员事先未经许可就取走黑斑,拿去丹麦国家博物馆做检测(但他这么做不是为了私利)。但当时,该博物館没有能力确定这块黑斑的化学组成。

在最近的新研究中,科学家采用在20世纪90年代尚不存在的技术(例如X射线荧光和电感耦合等离子体质谱),在原子水平检测这块黑斑,确定其化学元素。再加上在布伦德死亡现场发现的烧焦的碎片,科学家发现了钙、钛和锌。但这些元素与格陵兰东北部的任何已知岩层都不匹配。进一步检测辨识了方解石、金红石和红锌矿这些矿物,它们正好包含钙、钛、锌。这些矿物在橡胶生产中被用作填料,因此表明在布伦德写最后日记的现场有烧过的橡胶,这些橡胶很可能来自布伦德想点燃的一只煤油炉(这只煤油炉在1973年被发现)。

科学家还检测到了三种有机化合物:脂类(例如植物油、动物脂肪如鱼油或鲸油)、石油和人类粪便物质。科学家推测,在非常虚弱和绝望的状况下,布伦德当时很可能试图燃烧自己的粪便来点燃煤油炉,但显然他失败了。

科学家说,布伦德使用的煤油炉在点燃前需要通过燃烧酒精来预热,但远征队大本营里没有酒精。布伦德在试图用身边能发现的任何东西来预热煤油炉却最终失败后,他可能在日记最后一页上不小心留下了那块黑斑。黑斑里的粪便痕迹,表明当时的情形是多么可怕,他多么绝望。

帝企鹅的脚掌为什么不怕冷?

如果你赤脚站在南极的冰面上。你的脚可能马上就会被冻僵。然而,帝企鹅却可以在接近-60℃的环境中站两个月。这是怎么回事?原来,通过进化,帝企鹅的脚掌能尽可能减少热量散失。在冰天雪地中。通过限制血液流动,帝企鹅可将其脚掌温度刚好控制在0℃左右。其原理就像一个热交换系热。因为到达脚掌的血液温度下降,降低了与外部环境的温度差,减少了热量散失,因此其身体得以保暖。

其实,人类也进化出了在寒冷天气里限制四肢血液流动的能力,只不过不像帝企鹅那样显著。人的手在寒冷的季节会变得更白,这是因为流向手掌的血液减少了——血液被更多地输送到身体的核心部位,以确保重要器官能保持温暖。

巨蟹蛛“暗杀”树蛙

在非洲马达加斯加岛上,生活着一种名为“达玛斯忒斯蛛”的巨蟹蛛(旧称“高脚蛛”)。近日,科学家发现,它们会埋伏并袭击树蛙。树蛙通常藏身在层层的树叶下以躲避天敌,然而树蛙的这种习性却为达玛斯忒斯蛛所利用。达玛斯忒斯蛛会用蛛丝把两片树叶重叠并粘合在一起,然后埋伏在叶片间隙中。当树蛙毫无防备地经过这片看似普通的树叶时,达玛斯忒斯蛛便迅速从叶片间隙中窜出,一举将树蛙捕获。

长毛犀冰尸现身

2020年,人们在俄罗斯东北部的永久冻土层中发现了一头保存完好的幼年长毛犀的尸体。经初步判断,它死于距今5万~2万年前,其内脏、牙齿和脂肪组织都保存完整。长毛犀尸体上保留着很厚的短绒毛,这表明它很可能是在夏天死亡的。

长毛犀生活在距今360万~1万年前的欧洲和亚洲北部,它们身上披着如同猛犸象一样厚厚的毛,背部有类似驼峰的凸起(用于储存脂肪),以草、苔藓、柳叶等植物为食。

人类和长毛犀曾经共同生活过一段时期。在法国东南部的肖维岩洞中,能看到3.1万年前生活在此的古人类绘制的壁画,描绘的正是长毛犀。奥地利和德国的一些古人类遗址中也出土了被敲断的犀牛骨,很可能也属于长毛犀。在俄罗斯北部大利亚霍夫岛上发现的长矛头就是由长毛犀的犀角制成的,制作年代距今1.33万年,是目前发现地纬度最高的古人类制品。

星系碰撞 孕育恒星

近日,美国宇航局和欧空局发布了6张显示太空中不同星系碰撞、融合的照片,它们有助于科学家进一步了解极端条件下恒星团的形成。恒星团是指充满恒星的天体系统。星系碰撞为新恒星的形成提供能量和材料,在碰撞过程中形成恒星的速度比星云自发形成恒星的速度快。银河系中一般的恒星团的质量为太阳质量的1万倍,但如果银河系和其他星系碰撞,产生的恒星团质量就能达到太阳质量的至少百万倍。科学家发现,即便两个星系的碰撞过程已经结束,其产生的大型恒星团依然会在太空中闪耀,因此这些恒星团容易被发现。

迄今发现的最大行星环

J1407b是一颗距离地球433,8光年的系外行星,也是迄今人类发现的拥有最大行星环的行星。这颗行星的环半径为9000万千米,是土星环半径的大约200倍。目前还不能确定J1407b是气态巨行星还是褐矮星。地球已经存在了至少45亿年,而J1407b只存在了大约1600万年。科学家认为,因为J1407b还很年轻,所以它的巨环并不是最终状态,可能在未来几百万或几千万年内会逐渐变薄,甚至消失。

伪装大师——黑顶蟆口鸱

黑顶蟆口鸱,又名黑顶蛙嘴夜鹰,属夜鹰目蟆口鸱科,是中国唯一一种蟆口鸱,其头顶多呈黑褐色,口大如蛤蟆嘴,故得其名。黑顶蟆口鸱主要生活在中国、孟加拉、不丹和泰国等地海拔2000米以下的常绿阔叶林和林缘灌木中,喜欢栖息在乔木横向枝干上。黑顶蟆口鸱全身羽毛满布黑褐色、棕色和白色相间的虫状斑纹,当其在树上栖息时,与树干几乎融为一体,难以被发现,因此被人们誉为伪装大师。

和大多數夜鹰目鸟类一样,黑顶蟆口鸱居无定所,昼伏夜出,一般在黄昏后觅食。它们飞行时毫无声响,如幽灵般在林间穿梭。因此,要一睹其真容并不容易。每年的4~6月是黑顶蟆口鸱的繁殖期,它们在直径约10厘米的横向树干上筑巢,这可能和它们飞行速度快、夜行和不善悬停的生活习惯有关。它们的巢很小,直径只有成鸟体长的1/2,可谓毫不奢华,够用即可。黑顶蟆口鸱一般每季产卵1~2枚,卵孵化时雌雄分工明确:一般雄鸟昼孵。雌鸟夜孵。也只有在黑顶蟆口鸱孵卵期间,才比较容易发现并拍摄到这些传说中的“幽灵”。

从20世纪60年代初到2015年的50多年间,中国未曾有发现黑顶蟆口鸱的权威文献记录。2016、2017和2019年,在云南普洱市和盈江县分别有3次黑顶蟆口鸱的目击报告,其中两次有清晰的图片记录。2016年,黑顶蟆口鸱被列入《国际自然保护联盟濒危物种红色名录》。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午9:04。
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