说到尘埃,你可能想到了满是灰尘的房间,感觉很脏,尘埃很讨厌。而且这几年大气污染越来越影响到我们的生活,雾霾其实也和尘埃有关。细小的尘埃会进入我们的身体,对身体健康造成巨大的伤害。这么让人讨厌的尘埃,有什么可“神奇”的?
从万物的诞生到灭绝,尘埃所扮演的角色,简直就和创世主一样伟大。她告诉我们,尘埃的价值远超我们的想象。从宇宙中遥远的星球,到我们人类身体的内部,尘埃都在其中发挥着巨大的作用。比如说,如果没有星际尘埃,那么从地球到太阳系,乃至整个银河系或者宇宙都可能就不是现在的样子了。而在地球上,如果没有大气中的尘埃粒子,宇宙射线通通直射到地球上,那所有的动植物,都存活不下来。更令人惊奇的是,看似清爽干净的乡村空气,却竟然比雾霾还危险。
你看,你以为你了解尘埃,其实尘埃的世界远超你的想象。那么,是谁注意到了这些细小的尘埃呢? 一粒小小的尘埃身上,包含了数不清的奥秘。从宇宙间星体的诞生和灭亡,到万物的生长和灭绝,背后都有尘埃的身影。
第一,在宇宙中,尘埃是万物信息的真实记录者。
第二,在地球上,尘埃是破解历史秘密的侦探。
第三,在人类的生活里,尘埃是被忽视的重要伴侣。
为什么说尘埃是宇宙万物信息的真实记录者。
我们觉得尘埃无处不在,也谈不上什么价值,但科学家们可不这么看。他们认为,尘埃是研究宇宙奥秘过程中非常重要的研究对象。尘埃是因为什么被科学界所重视呢?答案是尘埃虽然微小,但在尘埃身上,记录着宇宙万物最真实的信息。
你可能会说,小小的尘埃,怎么还能记录信息呢。要说清楚这个问题,咱们得先弄清楚“尘埃”是什么。尘埃就是灰尘吗?它的范围要比那广得多。从物理学的角度看,很多尘埃的大小已经超出了人类肉体可感知的范围。人类现在已知的毛发,比如你的头发,平均直径在大概100微米上下,而最大的尘埃颗粒,也只有人类毛发的2/3宽。
宇宙当中,就存在着很多这样细小的星际尘埃。科学家已经发现,大部分宇宙里的尘埃,都来自宇宙间星球的爆炸过程。在宇宙中的恒星,本质上是由一团简单气体组成的巨大球体。一些恒星在生命结束时会发生剧烈的爆炸,爆炸产生的气波会将恒星外围的气体吹散,而这些气体会因为高温重新转变为原子形态。从此以后,这些原子就开始在宇宙中漂流,而且不断和身边的其他原子发生连接,组合成新的微粒。比如在化学结构上类似气体的硅酸盐颗粒、金属元素颗粒、有放射性的铀粒子等等,这些微粒就是刚诞生的星际尘埃。
那为什么说这些尘埃记录了宇宙的信息呢?因为它参与了宇宙各部分的形成。 在宇宙中,星球爆炸随时都在发生,所以也不断有大量的星际尘埃产生。这些星际尘埃诞生之后并不会永远保持微小的形态。它们遍布在宇宙间,以每小时数百万公里的速度快速奔驰,最后逐渐凝聚起来,就形成了原始星云。我们的银河系就是这么来的。 在星云诞生以后,星际气体和星际尘埃继续互相作用。大约过了100万年,就形成了太阳那样新的恒星。而太阳周围的星际尘埃继续运动演化,彼此间碰撞、摩擦、连接。在上千万年后,就又形成了地球。
今天,每天大约有数百吨宇宙尘埃散落到地球表面。科学家们在深海的沉积物中,高山的积雪中,极地古老的冰层里以及几十公里的高空,都找到了宇宙尘埃。那科学家怎么从中读取尘埃记录的信息呢? 在刑侦学当中,有一个被称为法律证明“黄金定律”的罗卡交换定律,你可能也在有关探案的电影里听过它的名字。它的意思就是,只要有人进入犯罪现场,就一定会留下线索,他们必定会带走一些东西,也会留下一些东西。概括来说,就是“凡有接触,必有痕迹”。我们刚才讲过,尘埃是宇宙运动的必然产物,尘埃在这个过程中,就会带来信息的交换。同时,尘埃本身,也会记录物体的真实信息。对于科学家们来说,通过捕捉分布在宇宙中的尘埃,就可能获得遥远星球上所隐藏的奥秘。
到现在为止,人类对外太空探索的一个重要发现,其实就来自于对宇宙尘埃的研究。 在1997年,美国航空航天局发射了一枚土星探测器。2004年,探测器在土星的一颗卫星,土卫二那里探测到了“硅酸盐”的信号。这种在地球上常见的矿物质,一般是形成海滩泥沙的材料。但是探测器却是在遥远的太空尘埃里发现了它。这样的发现让当时的科学家们既兴奋又不解,因为之前大家都认为,土卫二应该是一颗由冰组成的星球。但探测器这次侦测到了除了固态冰之外的信息,就证明在这颗寒冷卫星的内部,可能有一个温暖的地方。那里可能是外星生命的乐土。
你看,如果没有那些被捕捉到的微小的、含有硅酸盐的星尘,科学家们又怎么知道有关土卫二内部的信息呢?星际尘埃的个头虽小,但却已经足够成为宇宙万物演化的素材库。不管是生命还是星球,演化中所需要的最基础的分子,都早已隐藏在星际尘埃中。
尘埃数量繁多、体型微小,所以时常被人忽略。但其实尘埃是宇宙万物信息最真实的记录者。这些信息伴随尘埃的移动,被带到宇宙和地球的各个角落。尘埃和世界、地球、宇宙的关系,就像留在犯罪现场的线索一样无处不在,谁也没法逃开尘埃的笼罩。而任何发生在尘埃中的事,也一定会在尘埃中留下痕迹。地球上生命进化过程的秘密,也一样可以通过研究尘埃得知。 尘埃是破解地球历史秘密的侦探。
侦探破解案件的秘密要不断追踪蛛丝马迹,想破解地球历史的秘密也一样,而在这里,我们要追寻的“蛛丝马迹”就来自尘埃。你可能会觉得,研究地球历史,我们不应该找化石、找文献资料吗?研究尘埃干什么?尘埃可比它们有优势多了。
首先,化石材料、文献资料,它们的数量都是有限的。在地球数百万年演化的过程中,留存下来的化石资料很少。因为化石遗迹的形成,本身就是一件非常偶然的事情。而说到文献资料,更是因为时间的原因残缺不全,根本不可能完全展现历史的原貌。而且文献的存在,是从人类会用文字的年代才开始,而这也就是几千年内的事情。相对于以万年为单位的地球进化史来说,根本不值一提。
但是,尘埃就不同了。尘埃的形成是一种必然。作者在书里反复说,万物都来自尘埃,也都将在运动损耗之后归于尘埃。我们就拿化石举例,化石也可能在时间长河里慢慢风化腐蚀,最后变回尘埃。但是,即便它化为尘埃了,尘埃上也可能残留有化石原本的一些历史痕迹。这些痕迹就像基因代码一样嵌入在尘埃的内部芯片上,永远都不会消失。科学家就根据这些代码线索,破解了地球与人类历史中的许多秘密。
比如,为什么地球上有生命,而其他星球上没有?在宇宙中还有没有其他的星球上有生命?生命究竟是怎么在宇宙里传递,又是怎么在地球上演化的?这些问题的解决,都来自依靠对尘埃的研究。我们现在知道,不管地球在太阳系中的位置有多么独特,如果没有生命演化所需的那一些基本元素,地球上也只会一片死气沉沉,绝不会有生命诞生。而那一些组成生命的有机分子,究竟是从哪里来的呢?就是星际尘埃。
由于科技水平的限制,科学家今天还拿不到遥远宇宙中的尘埃样本。但是,通过研究地球外围附近的一些星际尘埃,他们已经可以得出一些结论。美国太空总署化学家伯恩斯坦,就在长期研究星际尘埃。他认为,氨基酸是构成生命最基本的分子,没有氨基酸就没有生命,而地球上的氨基酸,最早就来自掉落到地球的星际尘埃。这些氨基酸随着星际尘埃落到地球上,逐渐演化,生命才由此诞生。
生命起源之后,生命的演化过程,也在尘埃的见证下完成,也可以从尘埃中找到答案。比如,古生物学家就特别喜欢往戈壁或者沙漠跑,因为在这两个地方,特别容易找到完整的化石。这是为什么呢?就比如说恐龙化石吧,通常一只恐龙死后,尸体会腐烂肢解,而后骨骼会散布在一大片土地上。这时候如果是在一般的泥地上,泥土里的酸性物质会慢慢侵蚀这些骨头。时间一久,骨头就被腐蚀掉了,很难形成化石。而如果是在沙尘中,尤其是遇到了沙暴,某只恐龙被瞬间掩埋在沙子里。那它的骨头就很有可能会留存下来,形成一块完整的化石。事实上,就因为在戈壁和沙漠中找到了太多的恐龙化石,有生物学家一度推测,恐龙灭绝一个原因,很可能就是巨大的沙尘暴。
恐龙的演化过程离我们有点远,其实,尘埃在破解人类演化过程的秘密时,也做出了重大贡献。人类研究自己的发展历程,往往会从地理遗迹、文献考古等等方式去入手。但我们前面说过,文献有自己的局限性。它会受到主观视角、当时的政治文化环境、技术条件等等因素的影响,许多历史细节就这样流失掉了,再也无法复原。而尘埃就刚好弥补了这些缺陷。很多时候,仅仅是某种尘埃存在于某个历史遗迹中,这个现象本身,就能够填补许多文献遗漏的历史细节。 比如曾经有一支在埃及考古的研究团队就是这么做的。他们通过分析木乃伊呼吸道上黏附的尘埃颗粒种类、数量、特性等等信息,推断并还原出了几千年前,这个区域的自然环境状况、人口密度、可能染上的传染病的种类等等一大堆历史细节。而这一切信息,都是没有文献记录的,也是没法通过考察金字塔内部结构来得出的。
我们从恐龙的演化说到了人类的演化,那我们再把时间的距离拉得近一些。在现代社会里,尘埃也能破解历史秘密吗?当然可以了。许多搭上交通工具进行环球旅行的尘埃,可以把当地的讯息带到世界上的各个角落。有时它们附着在人的衣服上,有时它们乘着大气环流。这些环游世界的尘埃就算不再回家,它们身上残留的地质信息也不会消失。 其实,尘埃就在我们每个人的日常生活里。尘埃只是惹人烦恼的东吗?在人类的生活里,尘埃是被忽视的重要伴侣。
你一定很熟悉尘埃给我们的环境带来的负面影响了,比如雾霾就是尘埃造成的。 但如果我说,尘埃对自然环境带来了很大的好处,你会不会觉得不可思议?其实,世界上很多最具有开发潜力的土地资源,就是在尘埃的帮助下发展起来的。
比如,美国加勒比海湾许多岛屿上的种植业,就是依靠尘埃才发展起来的。为什么这么说呢?就这片地区原本的地质条件来说,根本不可能有什么种植业。因为这些岛屿不是地质活动产生的,而是经过了大概上百万年的演化历程,从珊瑚礁慢慢发展形成的。 要知道,珊瑚礁的主要成分是碳酸钙,植物的根系根本没法直接从碳酸钙里获取养分,这怎么发展种植业?美国地质调查所的调查员发现,这里的很多岛屿,虽然下层是灰色的珊瑚岩,但上面覆盖的竟然是非常肥沃的红土。什么是红土?如果你生活在中国南方一定知道,江南水乡地区的肥沃土壤,就是红土。
那为什么珊瑚礁岛上会覆盖红土呢? 调查员做出了两个可能的解释。一种是说,这些土壤很可能是来自附近地区火山喷发后的火山灰;第二种说法是说,这些土壤其实来自撒哈拉沙漠。沙漠的巨量沙尘,经过大气环流长途跋涉,来到加勒比海地区,落到了这些珊瑚岛上。 总之,是因为远道而来的尘埃里,携带了大量的营养素。日积月累,才让这些珊瑚岛上有了肥沃的土壤。
其实,沙漠的尘埃、火山灰等等,随着大气环流跑到别的地方这样的事,到处都在发生。 就中国来说,北方的戈壁、黄土高原的沙尘等,也一样会通过大气环流等方式散落在各地,滋养一方水土。而这种通过沙尘提高土壤肥沃程度的方法,还启发了许多农学家。他们开发出了一种叫“土地再矿化”的土壤养护方法。土地再矿化,就是“让土地再次获得矿物质”这几个字。顾名思义,就是通过一种方式,让原本已经非常贫瘠的土地,重新恢复养分。这种技术,大大改善了许多国家和地区的土壤情况。
其实人类自古就会使用尘埃,去达成一些生活中的小目的。比如水泥墙是用沙粒和小石砾混合砌成的;把细小的岩石颗粒混在洗衣粉中,会让洗衣粉摸起来更有粗糙感;爱美的女孩子使用的眼影,是用滑石粉、鱼鳞粉等材质加工而成的。所有这些,都是尘埃的妙用。
不但有日常用的,在各种消遣活动中,尘埃也无处不在。 比如,正是因为星际尘埃路过地球时被大气层捉住,影响了光线的折射,才有了我们肉眼能见到的许多天文现象。高纬度地区的夜光云,高高悬在距离地面80公里左右的位置,就是在星尘的帮助下形成的。著名的狮子座流星雨,实际上就是来自彗星的漫天沙雨经过大气燃烧闪光的结果。
当然了,我们前面说了这么多尘埃的奇妙之处,也不是说它只有好处,它的负面影响我们也不能忽视。全面地了解它,才能让我们更好地利用它。
很多人会觉得,城市里空气污染太严重,去乡下、去农场“洗洗肺”,呼吸呼吸新鲜空气有益健康。那我接下来要说的,可能就得让你惊讶了。 根据作者的调查发现,在西方很多的欧美国家,那些身处看似美好的、拥有清新空气的绿色农场当中的农民,非常容易患一种疾病,叫“有机微粒毒素症候群”。这是一种被长期低估的病,长年困扰着各个国家的农场主。这种病怎么来的呢?加州理工学院做过一项研究发现,其实许多乡村农场环境中的尘埃,比城市里的数量更多,成分更加复杂。而这些场所空气中的尘埃,主要是植物尘埃和动物尘埃。
我们先来说植物尘埃。很多人去农村的时候,经常会闻到一种独特的味道,有人会把这种味道认为是“植物的清香”。其实,这是空气中漂浮着的、大量秸秆和稻草的细小微粒。如果闻到这个味道,你有喉咙又麻又痒的感觉,那就是我们前面说过的那个病症的轻微症状。美国国家职业研究所发现,在农场工作的工人,在长时间的工作后,会因为吸入各种植物尘埃而患上呼吸道疾病或者有肺部损伤。他们有时会在工作中忽然倒下,被送进医院。
而农场里当然不会只有种植业,即便是在农家乐里,也往往兼备畜牧养殖。所以除了植物尘埃,对农场环境造成影响的还有动物尘埃。比如,养殖场的猪,身上会产生非常多而复杂的动物尘埃。这些尘埃包括干燥的粪便颗粒挥发后形成的病菌、猪身上的皮毛碎屑,甚至还有各种毒素微粒。另外,农场饲养的家禽也不安全。在20世纪60年代的美国就发生过这样一件事,养鸭的鸭农、养鸡的鸡农,甚至鹦鹉的饲养者,都患上了一种鸟类传染疾病。 后来发现,罪魁祸首就是这些饲养场的空气中,漂浮着的大量真菌。这些真菌是哪里来的呢?就是这些家禽和鸟类的排泄物,逐渐干燥之后,飘浮到了空气里,之后又被吸入了饲养者的肺里,造成了这些饲养主得病。
除了刚刚讲过的两种环境,我们人类生活家居环境里所接触的尘埃,恐怕是最多的。而这里,就包含了我们经常自认为“打扫得很干净”的家居环境。不知道你在打扫房间的时候有没有过一个困惑,就是房间里怎么会有这么多的灰尘?都是哪儿来的呢? 早在1990年,美国就有一项关于家居尘埃的实验。研究人员在近两百位居民的身上,安装了一台侦测尘埃的机器。不管居民是在做饭、阅读、睡觉,都不能把这个侦测器摘下来。而且,研究人员也用相同的侦测器,侦测了房屋外的尘埃。实验结果让人大跌眼镜。身处于室内的人接触到的尘埃,比室外空气中的尘埃,数量还要多。而且在这些室内的尘埃中,有1/3的尘埃,是这些受试者自己制造的。
比如,几乎每个受试者的侦测器,都在12小时之内,记录到了超过十五万到二十万个皮肤碎屑。这些皮肤碎屑,毫无疑问是受试者自己的。而皮肤碎屑,还是侦测器能识别出的、颗粒比较大的尘埃。 其实还有无数尘埃类型数量又少、颗粒又小,辨认起来并不容易。
那么,在屋子里大扫除有效吗?我们彻底清理一遍屋子,把地板用吸尘器吸一遍,是不是就能缓解这个情况?结果可能会让你非常失望。因为研究表明,打扫的时候,我们会扬起更多的尘埃,结果只是让你吸进更多的脏东西。而吸尘器,虽然它能把少数颗粒比较大的尘埃清理走,但那些对人体肺部危害最大的细小尘埃,却能漏出吸尘器的滤网,重新回到室内空气中。
对于尘埃,我们无法把它剥离我们的生活,只能好好的认识了解并利用它,为人类做出贡献...
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