文化

自然科学

自然科学

LUCKY BIRD

网址:

  新华网北京3月13日电 中国知名科幻作家刘慈欣在接受新华社记者专访时建议,在“十二五”时期中国应该针对外星生命开展一些相关研究。

  “科学技术不断发展,人类随时都有可能发现外星生命。而在‘十二五’期间,世界最大的射电望远镜将在贵州建成,这一计划的实施大大增加了发现外星生命的可能性,也使相关的研究显得更有必要。”刘慈欣说。

  投资7.3亿元、世界迄今最大单口径射电望远镜FAST工程,2008年12月在贵州省平塘县一片名为“大窝凼”的喀斯特洼地中正式启动,预计工期5年半。

  FAST作为一个多学科基础研究平台,不仅有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,观测暗物质和暗能量,精确测定黑洞质量等,还可用于搜寻识别可能的星际通讯信号,寻找地外文明。

  “射电望远镜建成的一天,我们应该仅仅是倾听宇宙,还是向外星发射信号?如果真的发现了外星文明,我们该怎么办?”刘慈欣说。

  刘慈欣建议,“十二五”期间应该在学科研究上开辟这样一个领域:外星生命探测。这一科研项目应是天文学、生命科学、社会学、国际政治等多学科的联合研究。“虽然目前还没有必要建立独立学科和进行大的资金投入,但至少应该有一个起步,建立这个领域初步的研究课题或项目。”他说。

  除了外星生命探测的基本问题外,课题研究还应包括社会学和对策方面的内容:如探测外星文明的基本原则——是监听型探测,还是发射型探测?是否允许向太空进行携带人类和太阳系信息的超大功率发射?研究应侧重于后者的副作用,以及针对副作用的相应对策。

  他说,“十二五”期间,空间探测等“不直接与经济挂钩”的科学研究更加凸显,这些项目的实施能促使国民对科学的心态发生进步,使大众从全人类的角度来看待科学研究。

  “作为科幻作者,我期盼着看到中国人能把自己的目光从日常事务中拔出来,望向太空,哪怕只是一小会儿。有时候,这可能是一件很现实的事。”刘慈欣说。


月球表面的环境险恶,一直被认为不适宜人类居住

  月球表面的环境险恶,一直被认为不适宜人类居住。而近年来的观测却发现:月球表面存在着许多神秘的洞穴。它们为人类建立月球基地创造了新的可能,如果条件合适,说不定移民月球的美梦能够成真。

  2009年,日本航天局(JAXA)曾发现在月球上有一个很深的洞。其直径大约是65米,深约88米,可以在里面建一个小型的人类基地。最近印度空间研究组织也宣布他们发现了一个“巨大的地下洞穴”,它位于月球的风暴洋区域,接近月球赤道。

  这个洞由宇宙飞船Chandrayaan-1发现,它长超过1.7千米,宽120米。与这个洞穴相比,它大得多。如果说之前那个洞足够建造一个小型基地,那么最近发现的这个洞就大到可以建一座狭长的小城了。

  印度研究者发表的论文中详细阐述了他们的发现,并就关于建立月球基地的想法进行了讨论。熔岩结构为这个“未来的基地”提供了天然的保护,辐射、微流星撞击以及巨大温差的问题都能解决:

  熔岩结构提供了一个天然的环境控制机制,可以将温度基本保持在-20℃。而在月球表面,昼夜温差是巨大的,最高可达130℃,低至-180℃。

  如果科学家的分析靠谱,这还真是月球上的一方乐土。有了这样的大型洞穴,探险者们就不必考虑建设造价昂贵的用来抵抗月球恶劣环境的防护罩了,“未来基地”的建设则又更近一步啦。(糖豆)

X-37B结构图标
X-37B结构图标
正在装入“宇宙神- 5号”运载火箭整流罩内的X-37B
正在装入“宇宙神- 5号”运载火箭整流罩内的X-37B
俄罗斯正在研制的“快船”航天飞机。
俄罗斯正在研制的“快船”航天飞机。

  3月5日下午,美军神秘太空飞行器X-37B随运载火箭升空,迄今这次飞行试验的具体内容仍然保密。

  这已经是无人驾驶空天飞行器X -37B的第二次试飞实验,去年它曾在太空轨道运行224天后成功返航。尽管美国方面将之称为“迷你航天飞机”,但X-37B实际上是一种“太空战机”,可执行太空侦察、修复卫星等任务,甚至具备摧毁敌方卫星和导弹的能力。

  美国对于“太空战机”的积极态度触动俄罗斯神经,俄航天部队司令日前接受采访时表示,俄罗斯也在研发类似的技术。

  抢占制高点打卫星拦导弹

  X-37B无人驾驶空天飞机是美军最高军事机密之一,外界对它的了解并不多,目前掌握的情况是它由波音公司旗下“幻影工厂”制造,重约5吨,长8.9米,高2.9米,翼展为4.6米,尾部有两扇竖尾翼,外形酷似跑车,大小是航天飞机的1/4。

  X- 37B有两套动力装置,一套在大气层中运行,一套在太空环境中运行。发射升空阶段,X-37B由“宇宙神-5号”运载火箭驮上太空并完成初步加速度,进入太空预定轨道后,脱离运载火箭,并运用自身引擎加速,据说在真空环境中它最快可达到25倍音速,不过这一点尚未证实。但既然它可以飞到大气层以外环地球运行,那么速度当可达到6~8倍音速。这种超高音速飞行状态,可让它轻易躲过雷达探测。

  在环地球轨道上运行期间,X-37B执行了些什么任务,目前美军尚未透露,但根据之前发布的消息,它可执行卫星修复任务。而专家推测,太空侦察当属现阶段X-37B最有可能执行的任务,此外,它还有能力对“毫无还手之力”的他国卫星大开杀戒。在未来,X-37B甚至可以携带武器从太空发起对地攻击,或拦截洲际导弹。

  简言之,X-37B“太空战机”是一个抢占了太空制高点、集侦察、通讯中转、对空对地攻击于一体的太空作战平台。

  助美建成“两小时全球打击圈”

  美国兰德公司防务分析专家彼特·威尔逊认为,“X-37B被认为是能将少量的有效载荷送入轨道,执行一系列的军事任务,然后再返回地球的飞行器雏形。”他说,该计划4年前由美国空军“应急反应能力办公室”秘密接管,这个办公室负责评估美国应付恐怖分子和一些国家袭击的快反能力等。

  此前美国《连线》杂志曾报道称,美国国防部曾有过“两小时内攻击地球上任意一个目标的快速全球打击”的战略构想。有分析认为,“X-37”空天战机无疑是实现这一战略构想的唯一武器。有专家称,美空军下达远程轰炸任务时,目前依靠基地和打击目标的位置,来决定派遣B-2远程隐形轰炸机还是B-52轰炸机,而这往往需要12到24个小时才能完成任务。空天飞机既能在外太空巡航,又能进入大气层直接执行打击任务,将使美国真正建成一个“两小时全球打击圈”。

  俄罗斯发展相应的太空战机

  联合国裁军研究所所长、美国国防信息中心太空安全计划前主任特雷莎·希金斯说:“X-37B会成为一个全球打击平台。国际上许多国家担忧全球打击概念。”希金斯表示,美国的竞争对手肯定不会降低对这一计划被用于太空武器的警惕,相应地会以反卫星武器作为回应。

  俄罗斯航天部队司令奥列格·奥斯塔片科日前的表态印证了希金斯的担忧,他表示,俄罗斯也在研发一种小型的、机动的、可重复使用的太空飞机,以与美国空军的 X-37B展开竞赛。奥斯塔片科说,俄罗斯工业已经公布了飞行器的设计 ,他 补 充道:“至于我们是否会使用它,只有时间会给出答案。”

  美国空军新闻网指出,毫无疑 问 ,俄罗斯希望拥有自己的“X -37斯基”,从发射“卫星一号”(Sputnik)开始,莫斯科就和美国展开了太空竞赛,近几年还打算打造自己的卫星定位系统“格洛纳斯”(GLONASS),以抗衡美国的G PS。而“X-37斯基”这样的飞行器则有助俄罗斯将“格洛纳斯”卫星送进轨道。

  人类将进入“太空武器时代”

  瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所美籍专家香农·凯利在接受采访时表示,从严格意义上说,空天飞机可以称为是美国的“第六代”或者“第七代”战机。因为目前美军所配备的最先进的战机,已经能够实现隐身、远程打击及超音速巡航等功能,可以说已经到达了“极限”。所以,未来的战机一定是空天战机。凯利说,如果空天战机真的研制成功,那么对它来说,现有的其他武器系统不过是原始的弓箭和长矛而已。

  凯利称,美军开发空天战机表明人类将进入“太空武器时代”,这比核武器可能更危险。

  俄罗斯联邦航天署日前发布消息说,国际空间站新一批长期考察组3名宇航员及3名后备宇航员已全部顺利通过考试,并完成飞行前的相关准备工作。

  根据俄航天署当天在加加林宇航员培训中心新闻发布会上公布的名单,俄罗斯宇航员亚历山大·萨莫库佳耶夫将担任飞船指令长,俄宇航员安德烈·鲍里先科和美国宇航员罗恩·加兰将担任飞船随航工程师。此前,他们与3名后备宇航员在培训中心的模拟设备上完成了为期两天的飞船和空间站操控综合考试。专家组对他们掌握应对突发情况的技能和考察组总体工作给予了充分肯定。

  按计划,国际空间站新长期考察组成员将在3月30日乘坐“联盟TMA-21”载人飞船奔赴国际空间站,开始为期170天的太空之旅。到达空间站后,他们将进行44项科学试验,并分别实施两次美国航天飞机和3次俄罗斯货运飞船与国际空间站的对接。此外,宇航员还将执行若干次太空行走任务。

  据俄罗斯联邦航天署介绍,宇航员这次乘坐的飞船被命名为“加加林”号,以纪念苏联宇航员尤里·加加林实现人类首次太空飞行50周年。(耿锐斌)


“云霄塔”太空飞机设计构想图

  科学网讯 北京时间3月12日,美国航空航天局的三架航天飞机都将于今年内退役,而之后未来的太空探索又将依赖于何种方式呢?许多科学家一直在研发各种有望在将来搭载人类往返于太空的新代航天器。英国科学家研发就出一种可循环使用的太空飞机,据称不仅能取代航天飞机,而且有望将太空旅行提升到新高度。

  据英国《每日邮报》报道,这个90米长的航天器被称为“云霄塔”,其安装的是氢燃料火箭引擎,据制造商Reaction Engines公司总监马克-汉普塞尔透露,航天器的引擎会将氢与空气混合燃烧,然后会像航天飞机一样,将氢与液氧混合燃烧。由于该过程发生在同一火箭舱,因此“云霄塔”能像普通喷气式飞机一样起飞着陆。

  研究人员希望“云霄塔”能取代退役的航天飞机,届时“云霄塔”的主要用途是用于发射卫星,也可搭载30到40名乘客进行太空旅行。汉普塞尔说,“云霄塔”和美国航天局的航天飞机及欧洲航天局阿丽亚娜5号火箭比起来,现有用一次性火箭将航天器送入轨道的做法太过昂贵。

  据估计“云霄塔”的研发费用将超60亿欧元。汉普塞尔说,“现有进入太空方式的代价非常高昂,如果航天器能被反复使用,那么无疑会大大降低成本。如果对比空客A380客机的研发费用,就会发现云霄塔的费用并不高。”

  (蒙斯)

  科学网(kexue.com)讯 3月11日消息,近日,一名英国的摄影师最近拍到了天空中的奇异现象:在空中浮着一团彩色的气状云,后面拖着一道长长的尾巴。不少看到这些照片的人,都以为是天空中出现了不明飞行物。

幻日”是一种特殊的大气现象 就像竖直起来的彩虹
这种特殊的大气现象像不明飞行物

  据国外媒体报道,这是一种罕见的大气现象:冰彩虹。由于天空出现的半透明薄云里面,有许多飘浮在空中的六角形柱状的冰晶体,偶尔它们会整整齐齐地垂直排列在空中。当太阳光射在这一根根六角形冰柱上,就会发生非常规律的折射现象,样子非常像竖直的彩虹。

  据科学网(kexue.com)了解,有幸拍到这一奇特想象的的这名摄影师是来自布里斯托尔的加森(Adam Gasson),当时他正巧在怀特岛(Isle of Wight)的考斯湾(bay of Cowes)北岸拍照,无意中拍到了这些照片。

  据加森介绍,当时他看到空中漂浮着特别的云彩,看上去就像不明飞行物,这种奇特现象大致持续了20分钟,加森宣称这是他见过的最美景色。

  (科学网-kexue.com 浪涛)


马卡良231星系核区超大质量黑洞周围环境的示意图

  人们一般认为大质量星系的核心部位往往隐藏着超大质量的黑洞,而根据一项最新研究,这种超大质量黑洞似乎像是儿童剧“芝麻街”里面的甜怪饼,甜怪饼会不断的说:“我要吃饼干!”而黑洞则会对身边的物质来者不拒,有时候甚至会因为来不及“吞吃”而引发物质的大规模抛射。

  在这项研究中,科学家们观察到一个遥远星系核心的超大质量黑洞正喷射巨量的气体和尘埃物质。这种物质流太过强大,甚至将物质都带离了黑洞附近空间,导致它无法继续积聚更多物质而保持生长,同时也让星系本身无法进行新生恒星的孕育,因为新生恒星的诞生需要大量的星际尘埃气体。

  “这可真是这个星系的最后一口气,”塞尔万·维莱克斯(Sylvain Veilleux)说。他来自美国马里兰大学,是这一研究的参与者。“看起来这个黑洞正把自己下一顿要吃的大餐往外扔呢!”

  对超大质量黑洞的研究

  这个星系名为马卡良231(简写成Mrk 231)。这是一个距离地球6亿光年的遥远星系,位于大熊座方向。天文学家们使用位于夏威夷的双子望远镜对其进行了详细观测。

  研究人员表示,一些计算结果显示马卡良231质量约为银河系的三倍。它拥有一个中央黑洞,其质量约为1000万倍太阳质量。这大约相当于我们银河系核心黑洞质量的三倍。

  马卡良231星系目前正处于和另一个星系完成合并的最后阶段,这导致其中央黑洞有机会接触到大量的星际尘埃和气体。黑洞开始“贪婪的”吞噬这些物质。但由于太过剧烈和拥挤,高速落入黑洞视界的物质终于爆发,形成一个类星体。类星体是从黑洞周围发出超强辐射的天体,事实上它是宇宙中最明亮的天体之一。

  此次的最新观测揭示了这个黑洞的胃口有多么惊人。研究人员吃惊的发现从其星系核心区域向外发出的气体和尘埃喷流至少延伸到了8000光年开外的地方,并且各个方向都有。这些物质喷流的运动时速超过220万英里(350万公里)。而实现这样惊人的加速,所依靠的正是中央的类星体,以及驱动这个类星体的超大质量黑洞。

  研究小组将把有关此次观测的论文发表在3月10日的《天体物理学杂志通讯》上。

  红色的死亡星系

  这样超大规模的物质丢失正让马卡良231星系的核区物质迅速耗尽,而这将对星系的演化产生严重影响。

  “关键的问题在于,由于这样的物质流失,新生恒星的形成以及黑洞的继续生长将被终结。”论文合作者大卫·普克(David Rupke)说,他来自田纳西州罗兹学院。(Rhodes College)

  由于星际尘埃和气体的迅速减少,类星体将逐渐暗淡,而新生恒星的诞生进程也将逐渐放慢直至停止。最后,马卡良231星系将成为一个仅有老年恒星组成的“红色的死亡星系”。因为恒星演化后期表面温度会降低,其颜色也会相应变得偏红。

  尽管你可能会认为马卡良231星系的“饮食习惯”太过极端,不过天文学家们表示这可能并非特例,而星系的命运也是一样。

  维莱克斯说:“我们透过大型望远镜看到越来越远的宇宙深处,这就相当于看到越来越久远的过去。当我们这样做的时候,我们观察到大量的这种类星体,而几乎所有这些类星体似乎都经历过这样的大规模物质抛射事件。”(晨风)


珠穆朗玛峰上空旋转的星空痕迹

  科学网讯 北京时间3月5日消息,星空对于人类永远都是那样的充满吸引力,许多摄影师都喜欢将自己的镜头对准美丽的星空。近期,一名摄影师就展示了自己在珠穆朗玛峰地区拍摄到的美妙星空画面。


这样照片的拍摄需要数小时的曝光时间

  据国外媒体报道,23岁的摄影师安东-贾科维(Anton Jankovoy)花费数月时间在珠峰安营扎寨,等待合适的天气条件出现。功夫不负有心人,在为这一目标奋斗3年后,贾科维终于成功地拍到了这些美轮美奂的照片。这些照片都经过了数小时的曝光,背景中可以看到安纳布纳尔南峰(Annapurna South)和西温楚立峰(Hiunchuli)。


摄影师安东-贾科维

  来自乌克兰的贾科维说:“我热爱摄影,观赏周围的大自然。一切都那样宁静。但由于拍摄这样的星迹照片需要长时间,所以需要很好的耐心。”他还表示自己学会如何用冥想的办法来克服严寒。他补充道,“尽管从9岁那年开始学习摄影,但在这样的高山上进行拍摄还是让我受益匪浅。我从童年时代就梦想爬上高山摄影,梦想能来尼泊尔这个高山之国。”

  “4年前,我省吃俭用1年半,终于实现了自己的首次喜马拉雅山之旅。珠穆朗玛峰对我几乎像是一种启示录,这是一个完全不同的世界,完全不同的生活,对我来讲这里简直是另一个宇宙。这次经历很大程度上改变了我的生活。“贾科维补充道,”当我回到乌克兰,我发现自己已经很难再去适应原本的生活。为了这些我确实付出了很多,也需要很大的耐心。不过看到这些作品是我认为一切都是值得的。”

  (蒙斯)

30米望远镜矗立在夏威夷莫纳克亚山顶效果图
30米望远镜矗立在夏威夷莫纳克亚山顶效果图

  最近,一项有关在夏威夷一座休眠火山山顶建造一架全球口径最大的望远镜的计划得到了批准。

  夏威夷州政府土地和自然资源管理局已经批准了夏威夷大学关于建造并运营“30米望远镜”(TMT)的计划。这架望远镜的造价高达13亿美元,建设选址定于夏威夷莫纳克亚火山顶,这座休眠火山海拔13803英尺(4207米),坐落在夏威夷群岛中的大岛上。

  30米望远镜项目的官员称,项目于本月25日得到正式批准。这是全部手续中的最后一步,标志着耗时数年的审批工作正式结束。当地州政府在审批中进行了全面考虑,其中包括这一望远镜项目可能带来的文化和环境影响。

  30米望远镜项目夏威夷社区事务主管桑德拉•道森(Sandra Dawson)在一份声明中称:“30米望远镜项目在三年的设计阶段综合考虑了各方面因素,试图将其可能给当地带来的文化或环境冲击降到最低。30米望远镜项目同时也遵循了近期通过的《莫纳克亚山综合管理方案》的规划方针。”

  世界上最强大的望远镜之一

  这架新望远镜将通过一系列不同波段扫描天空,波长范围覆盖从紫外到中红外。项目官员称,其达到30米的口径将给予它超过当今现有最大望远镜9倍的集光力。从而成为在光学/红外波段工作的有史以来最强大的观测工具。

  相比之下,之前的霸主,用来验证了开普勒望远镜所发现的诸多系外行星的夏威夷凯克望远镜的口径是10米。

  这台新望远镜建成后,将有能力观测到极其遥远,极其暗弱的天体,从而允许天文学家们观测宇宙的边缘,逼近宇宙诞生时刻的场景。而望远镜加配的自适应光学系统则将帮助它获得最高的成像质量。据估计,其成像清晰度将达到哈勃空间望远镜的12倍。

  而根据一家夏威夷报纸的报道,这台望远镜将于明年开始建造工作,并将在2020年左右投入正式使用。

  事情还未结束

  在此之前,这台巨型望远镜曾花费5年时间在全球各地寻找最佳台址,并最终在2009年7月选定了夏威夷的莫纳克亚山顶。收到这里绝佳观测条件的吸引,这个山顶已经聚集了其它13台大型望远镜。

  2010年,望远镜项目组进行了环境影响报告陈述,并最终得到时任州长琳达•林吉(Linda Lingle)女士的批准。同年,开始了审批进程,在秋季举行了听证会,听取当地民众对于这一望远镜计划的意见和看法。

  看来并非所有夏威夷人都欢迎这个计划。

  根据当地报纸的报道,一部分当地人表达了他们的不满,因为他们一直认为莫纳克亚山是神圣的地方。

  上周五,夏威夷州土地和自然资源管理局最终核准了这一项目,从而为其最终实施铺平了道路。但是,并非这样就可以万事大吉了:州政府同样也批准了反对者们有关再次举行听证会表达不满的要求。

  这一望远镜项目是一个国际合作计划,参与者包括加州理工学院,加州大学,加拿大大学天文研究协会,日本国立天文台,中国科学院国家天文台,以及印度国家科学技术部。(晨风)

  火山不断喷发,气候干燥炎热,海水下降,臭气弥漫,在2.52亿年前的二叠纪末,地球上究竟发生了什么……


二叠纪的植物模拟图

  前不久,中国科学院南京地质古生物研究所研究的“中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝”项目获得了国家自然科学奖二等奖,这个项目对2.52亿年前地球上一次最严重的生物大灭绝事件进行了详细研究,在灭绝的时间和形成原因上提出了一些新观点,这项研究对评估当今的地球环境变化具有重要的启示。

  而在2.52亿年前,地球上究竟发生了什么?那时都有哪些生物?为什么后来都灭绝了?中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员为记者进行了详细讲述。

  “在遥远的2.6亿~2.52亿年前,地球的这个历史阶段被称为乐平世。这时的地球上有一个名叫古特提斯洋的海洋,另外还有一个由冈瓦纳、劳亚和西伯利亚三块大陆板块构成的统一陆地,叫泛大陆,三面环抱着海洋。在这个海洋东部的深水区域里,生活着一大群稀奇古怪却又自由自在的生物,我们的故事也就从这里开始……”

  古特提斯海洋里有哪些独特的底栖生物

  这些生物可能自己也不知道自己的祖先来自哪里,因为那是太遥远的记忆了。但它们知道的是,除非发生巨大的灾难,不然它们是不会离开这里的,因为这里的环境多好啊:这里处于古特提斯海洋的中心,又靠近赤道,阳光充足,温度适宜,海水营养丰富,有着各种各样的“美食”;当然,海里也有一些大个子的家伙,这些家伙很凶猛,有锋利的牙齿,有的还长着闪闪发亮的鳞片,在海里横行霸道,不过那些被它们吃的小家伙们繁殖得也快,数量很多,所以大家都不怕哪天自己家族都被吃光了,一直相安无事。

  在这群生物里,最小的就是那些以海水中的营养物质为营养的细菌了,这些细菌小得几乎看不见,但它们数量惊人,随处可见,而且它们的生存能力最强,从地球上出现生物开始,它们就一直存在了。因为它们的存在,给比它们高一等的生物提供了食物来源。

  而比细菌大一些的生物可能就是那些珊瑚虫或有孔虫了,珊瑚的家族谱系非常庞大,比如有四射珊瑚、六射珊瑚、横板珊瑚等等,四射或六射是根据珊瑚虫的特征来命名的。


蜓类化石

  而在广阔的海底,还生活着另外一个大家族,那就是蜓类家族,蜓类不是我们现在说的蜻蜓家族,它是二叠纪古特提斯海洋中一个特有的“有孔虫”家族,可以说“前无古人,后无来者”。蜓类家族的个头也不大,一般只有几毫米,大的也就1厘米左右。蜓类家族也有很多分支,比如有个体非常小、像喇叭的喇叭蜓,还有像纺锤的古纺锤蜓,而大型的蜓类家族有新希瓦格蜓等。这些蜓类也喜欢聚集在一起生活,经常一发现就是一大群。

  再大一些的生物就有腕足类的贝壳,比如长身贝类、直形贝类等,那时候的贝壳和我们现在看到的不一样,这些贝壳的形状很奇特,就是两片壳不都是鼓起来的,其中有一片往往是凹进去的,而且里面还有两个“触须”一样的东西,当它们饿时,它们就会张开双壳,摄取海水里飘来飘去的浮游生物。

  除了贝壳,这片海洋里还有各种海绵、海百合,甚至从寒武纪(5亿年前)就出现的三叶虫到现在还生活在这里。

  古特提斯海洋中的海上霸王是谁

  而以上所介绍的各种生物大多都是属于底栖类生物,就是说它们平时基本上都固着于海底,不会到处乱跑,也没办法跑,除了三叶虫这样的节肢动物,有脚可以滑动水面“行走”。

  而这时称霸海里的生物应该就是至今还不知啥模样的牙形动物和鱼类家族了,它们可以在广阔的海洋里到处游走,属于“主动摄食”家族,经常横行海里。这些动物有牙齿,可以残忍地将食物撕碎,而鱼类个头又大,据说它们最大的长达好几米,所以其他生物都很怕遇到它们,如果遇到它们正饥饿,那就只有等着成为它们的“盘中餐”了。

  总之,在这片古老的古特提斯海洋里,由于气候温暖,生物的种类是极其繁多的。

  而在这片海域几万公里之外的陆地上,又是一个不同的世界。

  [2.52亿年前的陆地生物]

  二叠纪的陆地生物也很丰富

  二叠纪时期的地球陆地就是一块贯通南北两极的泛大陆,大陆之间紧密连接。这时候的陆地气候大部分温暖潮湿,不过在中纬度地区也有一块宽阔的沙漠干旱地带,南极也有一个巨大的冰盖。

  因为气候温暖潮湿,陆地的动植物繁殖生长得非常旺盛,而且有的个头还都非常大。这时候的植物以蕨类为主。因为水分充足,生态环境好,树木都长得异常高大茂盛,一棵棵都是参天大树,起码有十几米高,叶子也很肥大。这时最为繁盛的是鳞木(蕨类植物)、柯达树(裸子植物)和大羽羊齿,形成了茂密的森林。

  因为植物茂密,飞鸟走兽也兴旺。这时的陆地上出现了许多两栖类和爬行类脊椎动物,比如麝足兽、二齿兽等等,这些爬行动物也高大威猛,身长有五六米,长得有点像现在的蜥蜴。另外也有恐龙的祖先,如杯龙目爬行类。此外这时也出现了哺乳动物,比如兽口目动物。而生活在不同地方的动物,长相可能稍微有点差别,比如在寒冷的地区,这些动物可能还披着厚厚的长毛,就跟长毛象差不多。


三叶虫化石

  [大灭绝前发生了哪些异象]

  环境恶化,一股不明臭气弥漫全球

  这是一个欣欣向荣的时代,但又是危险与生机并存的时代,地震、火山喷发、森林大火、陨石坠落时不时会发生,一切都在不经意间变化着。

  从乐平世早期开始,气候突然出现异常的变化,地壳在不停地移动,火山还在不断地喷发,其中还发生过几次大规模的火山喷发事件,比如峨眉山火山大爆发,很多生物类群在这次大喷发中丧生,甚至出现灭门的现象。

  与此同时,让海洋生物不得而知的是,当时海水水位也开始渐渐下降,那些海水究竟去了哪里了呢?那些只能固着在海底的生物直到暴晒而亡的那刻都没想通这个道理。

  海平面下降的同时,气候也开始变得越来越干燥了,大气二氧化碳开始增加,温度越来越高,就连海里都感觉到非常沉闷,氧气逐渐减少,犹如一潭死水,有点过于沉寂了。没过多久,大规模火山喷发导致空气中传来一阵阵腥臭,像是发臭的鸡蛋的味道,气味越来越浓,生活在海底和陆地的生物,凡是不能适应这种恶化的环境的只能留下来等死。

  整个海洋就像一个“病人”,连陆地上的动物都感觉到了。整个地球都布满了硫磺味的臭气,大群大群的动植物被毒死,只有少量的留存了下来。

  [2.52亿年后的今天]

  东部那片海域变成了一座山

  这就是整个二叠纪末大灭绝的过程,这次事件中,海洋中95%以上和陆地上75%以上的生物物种都遭遇灭绝,是地球经历的五次大灭绝中最严重的一次,它使演化进程产生重大转折。这次大灭绝,成为古生代和中生代的界石。

  沧海桑田,经过2.52亿年的演化,地球形成了今天我们这样的格局,原来的古大洋被分割成了今天的五大洋,而那群生活在古特提斯海洋东部海域的海洋生物,早已被埋藏在地下,直到上世纪,一群科学家在当年这片海域的某一位置,也就是今天的浙江长兴煤山地区,发现了那群已经埋藏两亿多年的生物,它们形成了一块块化石,有的成为标定地质年代的“金钉子”。

  但我们的故事还没有结束,关于那次灭绝的原因,我们需要这些化石来告诉我们答案。

  链接

  地球历史曾发生过五次生物大灭绝。

  第一次生物大灭绝

  时间:距今4.4亿年前的奥陶纪末期。事件:导致大约85%的物种灭绝。

  第二次生物大灭绝

  时间:距今3.65亿年前的泥盆纪后期。事件:海洋生物遭受了灭顶之灾。

  第三次生物大灭绝

  时间:距今2.52亿年前的二叠纪末期。事件:导致海洋95%以上和陆地75%以上的生物物种大灭绝。

  第四次生物大灭绝

  时间:距今2亿年前的三叠纪晚期。事件:爬行类动物遭遇重创。

  第五次生物大灭绝

  时间:6500万年前后,白垩纪晚期。事件:侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝了。

  二叠纪末

  生物大灭绝的幕后黑手是谁?


是天外来客引发这次生物大灭绝?


大规模火山喷发导致大灭绝?

  2.52亿年前的二叠纪末生物大灭绝,被公认为地球五次大灭绝中最惨重的一次。究竟是什么导致了这次生物大灭绝?为什么海平面会下降?为什么二叠纪末的地球弥漫了一股臭味?这些臭味究竟来自哪里?谁是这起事件的幕后“黑手”?一直以来,科学家们都在寻找着答案。

  猜想一

  天外来客“砸死”地球生物?

  从上世纪80年代开始,中科院南京古生物研究所就开始着手二叠纪末生物大灭绝的研究,带头领导这个项目的负责人是已故古生物专家金玉玕,接着好几位研究人员也相继加入。

  南京古生物研究所的曹长群研究员告诉记者,通过对浙江长兴煤山等全球很多处二叠纪化石和地层的研究,金玉玕等最终推断出二叠纪末生物大灭绝是由两幕组成,一次发生在大约2.6亿年前,被称为前乐平世灭绝事件,这次生物灭绝事件与我们国家著名的峨眉山玄武岩喷发在时间上基本相同;另一次发生在二叠纪最末期(大约2.52亿年前),这次事件灭绝速度快,影响的范围涉及全球几乎所有的化石门类,持续的时间短,估计在30万年内,这在地质年代上可以说是非常短暂的时期了。

  而二叠纪末生物大灭绝的原因,长期以来一直是一个争论的热点。2000年,金玉玕等人在《科学》上发表了论文,认为是瞬间事件导致了生物的灭绝,因为二叠纪末期发生的生物灭绝速度太快了。所以有美、日等科学家推断2.52亿年前有一颗小行星或者彗星猛烈地撞击了地球,其威力巨大,造成的强烈震波迅速席卷全球,瞬间杀死了上千平方公里内的所有生物。更厉害的是,这次撞击激起了巨量的尘埃,这些尘埃悬浮在空中遮天蔽日,一方面造成全球气温下降,另一方面又阻碍了生物的光合作用,使整个生态系统遭到严重破坏……如同6500万年前,恐龙的灭绝一样。当时,这种观点一度风靡一时,受到媒体和民众的普遍关注。

  当时的总总,让科学家们都认为罪魁祸首就是“天外来客”。但随后,随着进一步的深入研究,另一个可能的“凶手”逐渐浮出水面。

  猜想二

  大规模火山喷发导致大灭绝?

  上世纪90年代,科学家在西伯利亚的冻土层下面发现了绵延数千公里的火山岩,这一套岩石的分布区被称为“西伯利亚大火成岩省”。实际上,二叠纪末的大规模火山活动从2.6亿年前我国的峨眉山玄武岩喷发一直到2.5亿年前西伯利亚的玄武岩大火山喷发。“当时西伯利亚的火山喷发面积特别巨大,相当于现在俄罗斯一半国土都是熔岩分布区。”

  曹长群说,想象一下当时火山喷发的场面有多壮观:连绵数千公里的地壳被火山熔岩撕裂,岩浆如洪水般涌出,在数千万平方公里土地上肆虐蔓延……而且,我国华南地区位置这里也有火山爆发。那究竟是不是火山惹的祸,导致了当时地球生物的大灭绝?但曹长群说,西伯利亚大规模火山喷发只是导致2.52亿年前生物大灭绝的一个幕后凶手,它不是打死生物的那颗“子弹”。

  因为,2.52亿年前生物的灭绝只用了30万年,而二叠纪末大火山一直持续不断爆发了8百万年。如果是火山爆发导致生物大灭绝,为什么直到最后的30万年生物才突然灭绝?这就让火山爆发导致生物大灭绝,显得难以自圆其说。

  猜想三

  无比活跃的板块运动是幕后黑手?

  既不是陨石砸绝了地球生物,也难以用西伯利亚大火山来解释地球生物的最大灭绝事件,那究竟是什么原因导致了二叠纪末(2.52亿年前)生物的大灭绝?

  记者看了当时研究小组展示的全球古地理分布图。那时候,全球形成了统一的一个大陆,称为泛大陆。但中国大部还几乎是一片汪洋,整个华南处于古特提斯洋东侧。但随后,地壳发生了翻天覆地的变化。大陆板块构造出现了大运动,地震和火山喷发不断发生,让海洋和陆地渐渐分离。接着产生一系列连锁反应。

  反应一:板块运动导致大海退,并形成局限海

  地球这种活跃的板块构造运动,导致了当时的大海退,当时海平面下降得厉害。“海水直降200米”海水都到哪里去了?曹长群笑着回答,由于地球不停歇的板块运动,让海底扭曲得厉害,尤其是凹陷特别严重。让海底从盆变成了桶,水都跑桶底去了。

  而这种剧烈的板块运动,让海底巨变的同时,也让大海从“大床单”变成了局限海,直接影响了海底洋流的沟通。海水无法沟通,从而影响了海底洋流的交换。“本来大海的洋流,冷水往下冲,而暖水往上走,这样不断交换的洋流确保了海洋中各个层次的营养。”曹长群说,渔民们都是跟着洋流去找鱼的,因为洋流方向鱼儿聚集得多。遗憾的是,那时候的大海,已经成了局限海,停止了洋流活动。这样一来,海洋温度无法实现梯度交换,海水变成了不动的“静水”,渐渐地变成了死水。

  反应二:局限海使得大洋环流终止导致气候变暖

  由于大洋环流的减缓或者终止,极地和赤道海水以及海水上下不进行交换,这直接影响到了当时的气候,气候变得异常干燥。

  当时陆地上的动物们开始了忙碌的大迁徙,原本在赤道生活的动物,跑到地球两极附近去生活了;就连有花植物也往两极迁徙了。

  曹长群说,二叠纪末,地球气候变得很暖和很干燥。这也导致了森林火灾。通过对当时生物化石的研究,发现当时的森林常常会莫名自燃。

  反应三:硫化氢气体无法排放,大量聚集毒死生物

  由于地球板块构造运动,加上火山,以及海平面降低等,造成当时生态系统的紊乱。推动大洋环流的温度梯度没有了,形成了温室效应,使得当时地面风化作用加强。于是陆地上富含营养的土壤、植物都被搬运到了大海中。

  在煤山和其他地区,曹长群等也发现了很多陆地风化增强的分子化石证据。要知道,2.52亿年前,浙江的煤山是一片深海。而跑到海里去的土壤含有丰富的营养,这打破了海里的营养结构平衡。让海洋低等生物瞬间大爆发。

  真正让海里生物难以生存的,是一种叫硫化氢的有毒气体。正常情况下,硫化氢通过大洋环流和上升涌流,不断循环到空气中,消散了。但由于大洋环流没有了,储存在海底的大量硫化物无法释放到大气中,就不断聚集,并且向上扩散。它们一直扩散到距离海面20米左右的透光带。硫化氢扩散到的地方,几乎没有活物。“最严重的时候,就像现代的黑海,只有少量生物(例如:水母)能繁盛。”而距海平面20米左右的位置,正好是藻类生活的地方,由于不断涌上来的硫化氢,也让一些藻类活活毒死。

  曹长群说,在距海面20米左右的岩石中,他们找到了一种绿硫细菌。这种细菌对周边环境的要求出奇苛刻,不仅要求缺氧和充足的光线,而且只喜欢硫化氢,只生活在距海面20米深的透光层。这种绿硫细菌证明,当时在海下20米深的地方,已经被硫化氢占满了。如果不占满,就不会出现那么多绿硫细菌。

  “可以说,当时的海洋中弥漫着一股浓烈的臭鸡蛋味。”随后,硫化氢从海洋弥散到大气中,向大气喷发,造成了植物的变异。“正常的花粉只有两个孢子囊,但二叠纪末的花粉囊居然有三四个孢子囊。这说明当时的植物已经产生了基因突变,并不是正常的状态。”

  曹长群说,硫化氢的慢慢扩散,让海里生物大规模灭绝,然后扩散到陆地生物的灭绝。

  如今的黑海就类似二叠纪末的海洋

  对比2.52亿年前,今天我们的地球是否会发生第六次生物大灭绝事件呢?因为如今的地球也是多灾多难,温室效应,臭氧层的破坏,气候变暖,污染严重……

  曹长群说,现在的黑海倒是有点像二叠纪末的海洋,里面除了水母没有任何生物,海平面20米以下也存在大量的嗜硫细菌。不过,黑海的面积很小,还不足以影响全球的海洋。二叠纪末的灾难是因为剧烈的板块运动引起的,而如今我们还不存在这种现象。至于现在的温室效应,也远没有二叠纪末的那么严重,而环境的污染,这需要人类好好珍惜地球,如果真有哪天把地球又搞臭了,那离大灭绝也不远了。(戎丹妍 胡玉梅)

第 365 页,共 510 页