杨先碧分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xbyang 先后毕业于南开大学和北京大学,供职于上海科学技术出版社

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大地的色彩从何而来

已有 5330 次阅读 2012-10-11 13:28 |系统分类:科普集锦| 色彩, 大地

我们居住的大地是一块大画布,上面有各种各样的风景,颜色特别丰富。除了大地上的植物、建筑、湖泊外,土壤本身的颜色也很多,其中棕色是土壤的主色调。为什么土壤会以棕色为主色调呢?美国科学家发现,土壤的主色调与植物有关。

 

揭开土壤主色调之谜的研究人员来自美国,他是加利福尼亚大学尔湾分校的生态学家斯蒂文·艾里森。艾里森指出,土壤的颜色形成与土壤中的生物有关。叶长叶落、花开花谢是自然界的普遍规律;残枝败叶、枯树落花最终要掉在地上,进入土壤。生活在土壤中的微生物、甲虫、蚯蚓等动物,利用特殊的酶将进入土壤的植物残体分解,并将这些食物“切”成适合自己进食的大小。

 

饥饿的土壤生物每天忙个不停,不断地分解植物中的有机物,然后排泄出粪便,为新生长的植物提供养料,或者直接释放到大气中,让碳元素进入到新的循环中。但是,由于土壤生物过于贪得无厌,吃得太多,有时消化不过来,把一些没有完全分解的有机物排泄到了土壤中;另外,一些土壤生物死亡后,不能完全被其他土壤生物吃掉,也不能完全氧化分解。数亿年下来,土壤中积累了大量的有机物。这些小分子的有机物的主要成分是碳元素,碳元素会吸收太阳光光谱中的多数颜色,而反射出来棕色。因此,土壤的颜色呈现出棕色。

 

艾里森表示,幸好生物界进化出了这些土壤生物,它们是隐藏在地皮下的“大功臣”。如果没有这些土壤生物,大地上的大分子有机物会越积越多,整个地球变成一个大粪场;同时,碳元素将随着这些大分子有机物堆积在大地上,不能进入新的循环,植物将耗尽地球上的二氧化碳,然后全部死亡,整个生物链断裂,包括人类在内的所有动物将因为没有食物而死亡。幸好这一切都只是假设。

 

当然,世界上还有很多地方的土地不是棕色的。有些沙漠地带呈现沙白色;不少地方的土壤富含铁,因此呈红色。挖开棕色的地皮,往往也能发现土壤的棕色中夹杂中其他多种不同色的颜色。艾里森说:“如果土壤中没有那么多碳元素的话,土壤会呈现黄色、红色和灰色。土壤中的化学组成决定了它的色彩。”

 



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