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第十八章 粉尘的作用

已有 1738 次阅读 2017-11-30 10:13 |系统分类:科普集锦

在高空中俯瞰这个世界别有一番风味。

“如果迎着风就飞,俯瞰这世界有多美。”(引自金志文<远走高飞>

之前在天空之城,距离太远,只能看到一片片的绿色和蓝色,还有一些大片的黄色。可是在目前这个高度,视野既开阔,又能看到细节。

在风里一起随行的还有很多被风携带的小风尘颗粒。即使如此,这些颗粒对于碳宝们来说那也是像漂浮的一座座小城堡。这个城堡里住的居民还真不算少,有铁家族,氮家族和磷家族。

在风尘颗粒里,有很多种类的磁性矿物,都含有铁。比如针铁矿(FeOOH),长的样子就像针,细长细长的。还有赤铁矿(Fe2O3),看名字就知道它的颜色是红色的,也就是我说的铁锈的成分。此外,还有磁性特别强的磁铁矿(Fe3O4),我们已经在之前见到过磁铁矿的身影。

我们用颗粒的大小把他们分分类。大于55微米的颗粒,慢慢的直接就掉到了下面的大海,还有一些会随着偶尔的降雨,随着雨水一起落下。小于55微米的颗粒会在海洋中漂浮着。小于200纳米的颗粒的作用就更大了,他们可以直接溶解在水中,把铁释放出来。铁、氮和磷元素会溶解到水里,周围的生物立刻活跃起来。

铁还能溶解到水里?

铁当然能够溶解在水里,但是含量不高。其中最主要的形式是Fe(OH)2+。我们前面讲过,在水中,正常情况下是两个氢宝拉一个氧宠物。可是当一个氢宝贪玩跑掉后,就剩下OH-OH-要么把氢宝找回来,继续合成水H2O,要么累得够呛,只好找其它的元素来帮忙。

当水中有铁离子时,铁离子人高马大,可以让两个OH-挂靠在身上,形成Fe(OH)2+。小朋友会问,那挂靠三个OH-会怎么样?铁离子力气再大,也禁不住三个OH-的拉扯,其结果就是从水中沉淀下去了。

原来,这些生物不只是需要阳光和空气中的碳宝们。它们的身体里有很多各式各样的小车,这些小车把各种材料运输到身体的各个部分。这些小车很多部件需要铁、氮和磷元素来构建。可别小看了铁元素,它在身体的含量虽然不是很高,可是起到了画龙点睛的作用。没有了它们,再好的小车缺个轮子也跑不起来,生物身体机能就受到损伤。

西风带下面的这片海洋有很奇怪的性质,这里的海水上涌,把海底的有机质都翻了上来,这里海水表层补缺磷宝和氮宝,但是非常缺乏铁元素。所以,生物不怎么生长。

可是当粉尘中的铁元素大量加入的时候,情况就不同了。

每当有大量粉尘掉到水里,不久就能看到海面的绿色变浓,这就是生物增加的信号。最为重要的一点就是,生物活动增强,就会有更多的碳宝从空气中被应征到水里参与光合作用。同样起到了减少空气中碳宝含量的作用。

在高空中,这一现象碳宝们看得清清楚楚。

“这个世界的系统好神奇啊,看似不相关的东西,没想到有这么多千丝万缕的联系,牵一发而动全身。”碳乐乐感慨到。

“比如,天气变冷,更多的碳宝就会从空气中被拉进海洋。作为温室气体,碳宝们在空气中减少,地球温度会进一步下降。陆地上在温度降低的时候,海洋吹来的风减弱,水变少,陆地上就变得干旱。这时候,陆地上的C4植物就会更积极。很多地方出现了沙漠,粉尘就会被带到高空。这些粉尘颗粒本身也能把太阳光反射回太空,这样进一步起到了降温的作用。当粉尘颗粒调入海里后,生物活动又能加剧碳宝在空气中的含量减少,温度更低了。如果按照这个循环进行下去,那地球的温度不就越来越低,最后地球上所有的水分子不就全都变成冰,变成冰盖把地球全都封存起来,这个逻辑到底对不对?”碳乐乐长篇大论。

碳聪聪还是第一次看到碳乐乐发表意见。

碳爸爸和碳妈妈也碳乐乐的思维变化感到高兴。

“世界上确实很多事情都是联系在一起的,改变了其中的一个因素,后面的事情就全都影响了。不过,如果我们把这个逻辑延伸得太远,经常会得出非常惊人的结论。所以,结论好推,重要的是要实证。”碳爸爸表达自己的看法。

碳乐乐和碳聪聪对碳爸爸的稳健表示认可。碳妈妈早就知道碳爸爸的思维方式。不过,她这次的立场在中间,而且还会偏向孩子们一些。

“碳爸爸说得有道理,不过,孩子们的想法让人眼前一亮。”碳妈妈补充道。

碳爸爸看出了碳妈妈的心思。“我们来想一想,如何才能证明碳乐乐的大胆假设地球过去可能有全被冰封的时候,不能说坐着时光机器,到过去看看,我们只能从地球目前保留的证据来分析”

碳乐乐和碳聪聪没想打碳爸爸拿出杀手锏,提出问题容易,那怎么解决问题呢?他们俩都陷入沉思。

想了一会,碳聪聪提出了一个方案:“我有这样一个想法,如果要想证明全球都结冰,我只要找到全球最热的赤道部分都结冰就可以了。”

虽然这个想法还是很大胆,这确实是一个好主意。碳爸爸频频点头。不过问题是,虽然逻辑上前进了一步,距离具体实施方案还差了一大步。

“那我们就找过去在赤道附近的地层,看里面有没有冰川的痕迹。”碳乐乐进一步分析。

“碳乐乐说得更具体些了,现在的问题变成:1)找到当时位于赤道附近的陆地;2)找到大规模冰川的痕迹。”碳爸爸总结到。

碳聪聪和碳乐乐四目相对,异口同声地说道:“磁铁矿!”

他们俩知道磁铁矿的头会随着地球的磁场方向变动,但是最后他们头的方向会被固定下来,保持当时的地球磁场信息。在赤道,地球磁场是水平的,也就是说磁铁矿的头会保持水平,目视前方,非常容易辨识。

碳爸爸听了碳乐乐和碳聪聪详细的说明后,被他们俩的思路给打动了。这确实是一个好思路,而且可行。有了磁铁矿的帮助,无论地球上的板块飘到哪里,都能找到在这些板块经过赤道时沉积下来的东西。




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1 史晓雷

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