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道听途说的科学新闻 (二)茫茫沧海谁来导航

已有 9560 次阅读 2011-5-16 13:54 |系统分类:科普集锦| 大圆航线

道听途说的科学新闻

   下班开车,常听听NPR(美国国家公共电台)的科学新闻。有些有趣味幽默的小不易为大众所知,特记下一些来与大家分享。

 特别说明一下,我经常并非忠实地翻译原文,而常常要加入从其它地方读到的背景知识。因此我自己对文章的科学性负责。 

(二)茫茫沧海谁来导航

生物学家多年以来在智利座头鲸的背上装上无线电信标机,以便标出它们在海里的位置。最近一位新西兰环境生态学家霍顿(Travis Horton)在看到座头鲸到南极迁徒的地图后深为震惊。原来座头鲸能在长达数千公里的迁徒路程上保持近乎完美的直线。要知道在海洋中除了海天一线什么地标都没有,时常还会有强风暴雨,惊涛骇浪。另外在海洋中有很强的洋流,虽然身在其中的动物并不能感觉到洋流,但每天下来会有很大的偏航。

几十年来对侯鸟和其它迁移动物的研究提出两种导航机制:太阳的位置或者地球磁场。可是霍顿对鲸鱼的资料进行分析后发现每种机制都不能很好地解释鲸的位置。 他认为,也许鲸鱼是利用这两种机制的组合来进行导航的。

鲸鱼真正用什么机制来导航现在还不清楚,但长途迁移动物精确导航确是一个普遍现象。北太平洋的象海豹的导航能力更牛。它们在长达几星期的迁徒过程中竟能走路径最短的“大圆航线”。 

解释一下“大圆航线”:北京和纽约都在北纬40度左右,但从北京到纽约的最短航线并非沿着北纬40度一直向东飞,而是先向北飞并在行程中不断地向右转。这样前半程是向北-东方向,接近北极后才转向东南飞,为什么这样最近?因为地球是圆的,你拿一条橡皮筋在地球仪上比划一下就知道了。复习一下中学数学,球面两点间最短路径是通过这两点的大圆(即球面上半径等于球体半径的圆弧)。故地球上两地间最短路径又称为大圆航线。


人类直到蒸汽机时代才真正使用大圆航线。而海豹恐怕在人类史前就知道。它们并不知道地球是圆的,怎么会知道大圆航线呢?这虽然还是个迷,但是因为使用大圆航线可以节省海豹很多体力,这种策略就一定会在进化中胜出。
(今天为啥不能上图呢?)


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