撰文:D. T. 麦克斯 D. T. Max
摄影:玛姬· 斯蒂伯 Maggie Steber
出世以来,我们把人生的三分之一都花在了睡眠上——当代专家们研究了几十年,也没能说清这是为什么。
谢里尔· 丁格斯是圣路易斯的一名29 岁的陆军士官,工作是训练士兵徒手格斗。她擅长巴西柔术,自述是陆军中少数几位获得第二级格斗资格的女性之一。“第二级”包含许多以一敌二的训练,旨在培养只身脱险的素质。
丁格斯在以后的岁月里可能面临一场更加凶险的搏斗。她的家人携带着“致死性家族失眠症”的基因。这种遗传疾病常被简称为FFI,主要症状就是无法入睡。患者首先失去打盹的能力,接着便无法睡足整夜,直到完全睡不着。FFI通常在患者五十多岁的时候发作,一般持续一年,接着就像它的名字表明的那样,总是以死亡收场。
丁格斯拒绝去检查自己是否带有这个基因。“只怕如果知道自己确实有问题,就不会在生活中那么努力了,我会容许自己放弃。”
致死性家族失眠症是种可怕的疾病,更糟的是我们对它的发病原理知道得太少了。科学家经过多年研究得知,FFI病人体内有种感染性的畸形蛋白质会攻击大脑深处的丘脑,而受损的丘脑会阻碍睡眠。但他们不知道这情况为什么会发生,如何抑止,或者如何缓解其残酷的症状。在FFI成为研究热点之前,大多数医学专家甚至不知道丘脑跟睡眠有关。FFI是罕见的,全世界已知患病的不过40个家族,但它有一个方面跟时下折磨着千百万人的普通失眠症非常相像:它是个谜团。
如果我们不知道自己为什么睡不着觉,那部分是因为我们首先就不知道自己干嘛要睡觉。我们只知道,不睡就会犯困。还有就是,不论怎么努力抗拒,睡神最终总会征服我们。我们知道,向睡神投降7到9个小时之后,大多数人都会觉得可以起床了,并且在接下来的15到17个小时后会再度感到困倦。我们50年前就懂得,自己睡觉时是深度睡眠和所谓的“快速眼动”(REM)睡眠交替进行的,后者的大脑状态就像清醒时一样活跃,但肢体中听从意识指挥的肌肉却处于麻痹状态。我们知道所有的哺乳动物和鸟类都要睡觉。海豚睡着时有一半大脑是清醒的,仍能查知水下状况。野鸭排成一队睡觉时,靠外的两只也能保持半边大脑警觉,而且睁一只眼闭一只眼,戒备着天敌。鱼类、爬行动物和昆虫都各有其静止休息的状态。
这些休息是有代价的。动物要一动不动地蛰伏好一阵子,其间很容易变成捕食者的盘中餐。冒这等风险到底能换来什么好处呢?著名睡眠研究者艾伦· 雷希特沙芬曾说:“睡眠若不具有某种绝对重要的功能,就是生物进化史中最大的错误。”
时下主流理论认为睡眠是为了满足大脑需要。这种说法部分是源于常识——好好睡上一夜,谁都会觉得脑筋清明吧?但难点在于用真实数据来验证这个猜想。睡眠是怎样辅助大脑的?答案会因睡眠的种类而有所区分。最近,哈佛大学以罗伯特· 斯蒂克戈尔德为首的研究人员用多种能力测验来考查本科学生,然后让他们打个盹,再重新测试,结果发现那些经过REM睡眠的学生接下来做模式辨别测验(比如语法题)的成绩会提高,而经过深度睡眠的学生记忆力会增强。另一些研究者发现,睡眠中的大脑表现出一种神经元激发模式,似乎与受试者近期清醒时的模式吻合,就好像大脑在入睡后便着手把白天了解到的事物纳入长期记忆。
此类研究说明记忆强化也许是睡眠的功能之一。威斯康辛大学的睡眠研究者朱利奥· 托诺尼几年前发表了一项有趣的逆向证明:睡眠中的大脑似乎会清除冗余或不必要的神经键。如此说来,睡眠的目的也许在于:让我们忘掉不重要的,从而记住重要的。
睡眠也可能具有生理上的功能,患上致死性家族失眠症的病人历来短命,正可以说明这一点。科学家迫切想查清他们的确切死因,但仍未有答案。他们当真名副其实地“困死了”吗?如果不是,那么失眠又在何种程度上促成了致死病情呢?已有研究者用老鼠做实验,发现睡眠的剥夺会阻碍创伤愈合,还有人证实睡眠有助于提高免疫力,抑制感染。但这些并非决定性的研究成果。
探究睡眠之因最著名的一次尝试是在1980年代,雷希特沙芬在芝加哥大学的实验室里把老鼠置于一块翻板之上,下面放着水槽,以此迫使老鼠保持清醒。如果老鼠睡着,就会被翻板掀到水里去,立刻醒过来。这种严格的睡眠剥夺持续大约两星期后,所有的老鼠都死了。但当雷希特沙芬为它们做尸检时,却没发现任何重大异常。脏器并未受损,它们似乎只是力竭而死——因为不能睡觉。在2002年又有一场后续实验,用了更精密的仪器,还是没能在老鼠身上找到“一种明确的致死因素”。
我到斯坦福大学走访了威廉· 德门特,他退休前是睡眠研究方面的主任,也是REM睡眠的发现者之一,并协助创建了斯坦福睡眠医疗中心。我问,他搞了50年的研究之后,能对人要睡觉的原因作何解答?“以我所知,”他答道,“我们之所以需要睡觉,唯一非常非常确定的原因就是,我们会犯困。”
因为犯困,所以需要睡觉,不幸的是,我们需要睡觉的时候未必总会犯困的。失眠症在发达国家已成了流行病。有5000万到7500万美国人——约占五分之一人口——抱怨夜里睡不好。2008年美国开出的安眠药处方达5600万张,这个数据在此前的四年内增长了54% ;各家睡眠治疗中心的总收入到2011年预计将接近45亿美元。然而致力于了解失眠根源的研究却相对少得可怜。大多数医学院学生在处理睡眠失常方面所受的培训不过四个小时,有的学生根本全无涉猎。家庭医生们派发的健康问卷甚至往往不问及睡眠。
失眠得不到足够的治疗,已造成了巨大的社会及经济损失。据美国的独立科学顾问机构“医学研究会”估计,在所有严重机动车事故中,近五分之一与司机的困倦驾驶有关。这意味着,欠缺睡眠直接造成的人身伤害就让美国人花掉了数百亿美元医药费。生产力方面的损失就更大了。此外还有种种无形的损失:受伤乃至破裂的恋情,困倦者无力申请的工作,人生种种乐趣的丧失。
若换作是一种不那么神秘、不那么牵涉隐私的身体机能发生病变,并为害如此之广的话,政府也许早就对它宣战了。然而美国国立卫生研究院每年拨给睡眠研究的资金仅约2.3亿美元——生产大众安眠药Lunesta和Ambien的两家公司在2008年做一季电视广告,差不多就要花掉这么多钱。军方也在投资研究睡眠,但它的主要任务是让士兵始终保持清醒的临战状态,而不是保障他们整夜睡得香甜。结果,抗击失眠症的事业主要是由制药公司和商业性睡眠治疗中心承担的。
“睡眠就好像医学领域里的小丑,”马萨诸塞州布莱姆妇女医院睡眠健康中心的医疗主任约翰· 温克尔曼说,“它根本得不到尊重。”去年某一天的午后,我走访了斯坦福大学的睡眠医疗中心。这个诊所创建于1970年,是美国第一家专治失眠症的机构,至今仍在该领域中举足轻重。该中心每年接诊的病人超过万名,针对夜间睡眠的研究有3000项以上。18间病房看起来颇舒适,床铺柔软,监控设备隐藏在家具中。
睡眠医疗中心的主要诊断手段是“多导睡眠图”,而该方法的主要技术元素是脑电图(EEG),即捕捉失眠患者大脑输出的电信号并制成图像。人入睡的时候,大脑运作减慢,其电波图形从短而突兀的波动变得较长而圆滑,正如海浪离岸越远就变得越平缓。脑内的这些柔和波动每隔一段时间就会被新的REM睡眠期打断,进入突然而激烈的精神活动。出于不为人知的原因,我们做的梦几乎全是在REM状态下产生的。
脑电图记录下这种断断续续的梦乡之旅,而负责制作多导睡眠图的技术人员还要同时测量患者的体温、肌肉活动、眼动、心率和呼吸等。然后他们检查数据结果,寻找患者异常睡眠或频繁醒觉的迹象。比如,若一个人患有发作性睡眠症,就会从清醒状态直接堕入REM睡眠,毫无中间阶段。致死性家族失眠症的患者则始终无法通过睡眠的最初几个阶段,伴有体温的急升急降。
致死性家族失眠症和发作性睡眠症不用脑电图等检测仪器是查不出来的。但睡眠医疗中心的主任克里特· 库希达告诉我,他对于大多数人的睡眠问题都能在初次见面时一眼看出来:有的人眼皮直打架;有的人叫苦说自己精疲力竭,却又不会真的倒头睡过去。前者往往患有睡眠呼吸暂停,而后者的问题才是库希达所说的“真正的失眠症”。
新浪环球地理讯 北京时间5月13日消息,美国国家地理网站公布了过去一周的精彩太空照片。这些照片集中展现了美国宇航局和其他太空机构最新捕捉到的恒星“装配线”、炽热的速逃星及太阳爆发等壮观景象。
1.旋转的泄漏原油
根据最新公布的日本宇航员野口宗千从太空拍到的一张照片,泄漏的原油在距路易斯安那州海岸不远的墨西哥湾旋转,就像倒进咖啡的乳脂一样。在左下角,低云盘旋于墨西哥湾上空。美宇航局和其他太空机构的卫星一直在从太空追踪墨西哥湾泄漏原油的动向,野口宗千从国际空间站拍摄的这张照片提供了有关漏油状况的不同视角。照片是从侧面拍摄的,捕捉到细微的黑色原油带在阳光反射下,与浅色调的海水形成了鲜明对比。相比之下,卫星照片通常是以直线的视角拍摄的。
2.炽热的速逃星
在“加利福尼亚海岸”不远处是肉眼可以看见的温度最高的恒星之一。美宇航局“广域红外线巡天探测器”(WISE)拍摄的最新照片展现了加利福尼亚星云的状况。加利福尼亚星云是一个由尘云和气体构成的恒星形成区,长度约为100光年。在加利福尼亚星云左上方的红色尘云顶端是Menkhib恒星。Menkhib恒星的表面温度是太阳表面温度的六倍。它是一颗速逃星,即从邻近的“恒星托儿所”被抛出的恒星,现正加速穿过加利福尼亚星云的尘埃和气体。红云属于正被这颗快速移动的恒星前方冲击波加热的加利福尼亚星云的一部分。
3.“猎户座”逃逸系统试验
5月6日,一群观众聚集于美国新墨西哥州的白沙导弹试验场,观看“猎户座”新型飞船的紧急逃逸系统试验。“猎户座”飞船是美宇航局新近取消的“星座”计划的“幸存者”。与以前的“阿波罗”飞船一样,“猎户座”可以通过大型运载火箭发射升空。如果在发射后发生意外情况,紧急逃逸系统可以使乘员舱与火箭分离,令乘员到达安全高度以准备着陆。
在此次试验中,紧急逃逸系统的火箭发动机将乘员舱发射到距地面仅1英里(约合1.6公里)的高度,然后降落伞打开,从而使乘员舱飘回地面。虽然按照美宇航局的当前计划,会继续建造“猎户座”飞船,但它现在只是充当了国际空间站宇航员的紧急“救生筏”。
4.太阳爆发
美宇航局STEREO卫星近日捕捉到太阳爆发的精彩瞬间。4月30日至5月2日,太阳三次爆发,而最大的一次爆发产生了环状等离子体,具有明显的扭转运动。这张照片公布于5月7日,展现了一种相当常见的太阳活动。
5.恒星“装配线”
在欧洲航天局“赫歇尔”天文望远镜拍摄的最新照片中,“狐狸座”内隐藏的原材料库藏结果却是恒星的“装配线”。银河系的扰动引起星系内云状气体和尘埃浓缩成细丝状,充当恒星的“孵化器”。随着整个网络越来越稠密,引力不断增加,细丝最终会分裂成互不相干的“胚胎”,这些“胚胎”随后会崩溃,形成恒星“婴儿”。(孝文)
新浪环球地理讯 据美国国家地理杂志网站12日报道,伊朗和土耳其研究团队发现了一种极为独特的蜂巢结构,看似鲜花花球的一部分实则是罕见的单居蜂的巢穴。美国自然历史博物馆无脊椎动物学馆馆长杰罗姆-罗森(Jerome Rozen)领导实施了这项研究。据他介绍,这种蜂巢结构被称为“花三明治”,共由三层组成:外层是薄薄一层花瓣,中间层是一层泥土,内层同样是花瓣,包在花房里面。
1.“三明治”蜂巢
这个“三明治”的核心是蜜蜂的幼虫,它以蜂巢内的花蜜和花粉为食,这些美食是其父母在孵卵和封巢以前留下来的。土耳其和伊朗的研究团队在同一天发现了奥斯米亚avosetta蜂(Osmia avosetta bee)奇特的筑巢行为。伊朗和土耳其也是发现单居蜂数量最多的两个国家。两个研究团队在2010年2月出版的《美国博物馆通讯》杂志上共同描述了这种行为。
2.独一无二的艺术作品
据美国自然历史博物馆的罗森介绍,每个蜂巢(如图中所示的三个色彩绚丽的蜂巢)都给一个幼虫留有空间。土耳其和伊朗的研究团队也注意到蜂巢存在区域差别:在罗森从事研究的土耳其,那里的蜜蜂通常会挑选黄色、粉色、蓝色与紫色的花瓣,而伊朗蜜蜂则喜欢用紫色花瓣筑巢。罗森说:“我们不确切了解蜜蜂选择不同颜色花瓣的背后原因。蜜蜂群中可能存在基因差异或其他方面的差异。”
3.精心挑选花瓣
与奥斯米亚avosetta蜂一样,奥斯米亚tergestensis蜂是另一种用花瓣筑巢的蜜蜂,如图所示,一只tergestensis蜂正在撕咬花瓣。科学家表示,除了avosetta蜂和tergestensis蜂,已知还有两种蜜蜂采用“花三明治”筑巢策略。但是,根据科学家的研究,其他蜜蜂种类会利用花瓣和泥的混合物筑巢,还有一些会咬掉花瓣。
4.填满美食的“自造房”
在最新研究中,科学家将花瓣蜂巢的顶端挑开,露出里面的“自造房”。蜜蜂会用花蜜和花粉将这个洞填满,然后在里面孵一个卵。据罗森介绍,为了将蜂巢堵住,蜜蜂先让里面一层的花瓣彼此弯曲,给花瓣抹上泥土,接着向下弯曲外层花瓣,令整个蜂巢紧紧包裹起来。
5.泥土保护层
在这张蜂巢被部分拆开的照片中,夹在花瓣之间的泥土清晰可见。据罗森介绍,花瓣层和泥土层可能有助于令幼虫的食物——花蜜和花粉——在大约10天时间里保持潮湿。在幼虫吐丝并陷入长达十个月的睡眠以后,就会等待春天到来以孵化。罗森指出,在幼虫漫长的沉睡中,“蜜蜂幼虫所在的‘自造房’风干,变得非常硬,整个结构就像是坚果一样。”坚硬的蜂巢可以保护其免遭蚂蚁、黄蜂的侵扰,避免被在蜂巢顶端活动的动物重量所压垮。
6.等待孵化的卵
据美国自然历史博物馆的罗森介绍,单居蜂的存活期通常只有一年左右,只是在春夏两季活跃大概两个月,剩余十个月都处于幼虫睡眠状态。照片中就是躺在花瓣蜂巢中的一个幼虫。罗森说:“单居蜂的寿命不会太长,它们会迅速行动起来筑巢,接着死去,它们的后代也会步其后尘,往复循环。”
7.五个蜂巢紧紧簇拥
如上图所示,科学家发现奥斯米亚tergestensis蜂巢以五个一组紧紧簇拥。罗森指出,最新发现的奥斯米亚avosetta蜂巢通常情况下只有一个,或者两个相隔很远。他说:“土耳其和伊朗研究团队同一天发现同一个蜜蜂种类,这只是有趣的巧合。顺便提一句,这种蜜蜂非常的罕见。”(孝文)
4:4月29日,要命的风加速浮油登陆
美国宇航局卫星4月29日拍摄的照片显示,此时的墨西哥湾浮油面积已与波多黎各不相上下。部分原因在于风向改变,导致浮油朝着海岸蛇形移动。当日晚些时候,浮油便会在路易斯安那州“鸟腿”三角洲和障阻沼泽一带进行第一次登陆。一些珍稀物种就生活在这些地区。4月28日,美国海岸警卫队将每天原油泄露估计数量提高4倍,达到21万加仑(约合79.5万升)。
5:5月1日, 清理工作遇到双重麻烦
5月1日的强风带来双重打击,一方面导致海水波浪翻滚,妨碍浮油清理工作,另一方面又吹动浮油进一步逼近路易斯安那州沼泽地。美国宇航局卫星拍摄的照片清楚地展现了这一点。联邦政府和石油业组成的应急反应小组4月30日表示,现在已部署长度超过21.7万英尺(约合6.6142万米)的栏障,以保护那些生态易受破坏的地区。此外,加农炮也已投入使用,用震耳欲聋的炮声防止鸟类进入沿岸地区。
有报告称,除了鸟类外,其他很多沿岸动物也同样面临风险,其中包括水獭、海狸鼠等毛发浓密的动物以及半水栖的啮齿类动物。接触原油后,海豚和鲸鱼会出现皮肤不适。由于经常在水面觅食,海龟也很容易吞下原油。环保人士表示墨西哥湾原油泄露事故发生的时间对海龟尤为不利,此时的它们正进入春季的筑巢期。
6:5月2日,浮油旋动并向东扩散
根据欧洲卫星的侦测,墨西哥湾浮油面积在5月2日进一步扩大,目前还没有任何能够立即奏效的补救方法。同一天,美国总统奥巴马前往路易斯安那州密西西比河三角洲,视察应急反应工作。他指出此次原油泄漏事故有可能成为一场“空前的环境灾难”。
根据当前的估计,“深海地平线”钻井平台泄露的原油数量几个月内便可超过1989年的Exxon Valdez 油轮泄漏事故,当时的原油泄漏数量为1100万加仑(约合4200万升)。与此同时,浮油继续旋动并不断扩张。面对这种情况,一些专家甚至建议向美国东岸海滩发出临时警报。(秋凌)
新浪环球地理讯 据美国国家地理杂志网站6日报道,美国“国家地理新闻”网站公开了一组卫星图片,展示了墨西哥湾石油钻井平台原油泄漏事故的发展演变过程。
1:4月21日,燃烧的钻井
这幅照片由美国宇航局的一颗卫星于4月21日拍摄,5月4日对外公布。照片中,距离路易斯安那州威尼斯大约50英里(约合80公里)的“深海地平线”钻井平台冒出的浓烟向外飘散(底部中央位置)。一天之后,英国石油公司(BP)租用的这个钻井平台沉入墨西哥湾海底,原油泄漏在海面上形成的浮油也开始向美国墨西哥湾海岸扩散。
出于一些至今未知的原因,这个漂浮的钻井平台在4月20日发生爆炸,导致11名工人死亡,另有17人受伤。4月22日,燃烧的钻井平台开始下沉,一同下沉的还有将钻井平台与5000英尺(约合1500米)深的油井连接在一起的管道。同一天,海面上出现一片薄而发出微光的浮油,长度达到5英里(约合8公里)。美国海岸警卫队海军少将玛丽·兰德里对记者表示:“原油泄漏可能由钻进平台下沉前发生的火灾以及其他因素所致。”
2:4月25日,浮油面积扩大并发出微光
4月25日,风吹动浮油向东南方向移动,远离陆地。在这幅由美国宇航局一颗卫星拍摄的照片中,被反射的阳光为浮油涂上一层不吉利的银色。此时此刻,原油正不断从墨西哥湾海底涌出。拍摄这幅照片时,浮油面积已达到大约40×30英里(约合64×48公里)。浮油南端较厚区域就位于海底泄漏点上方。根据英国石油公司的一幅地图,泄漏点长度达到16英里(约合26公里)左右。
美国海岸警卫队海军下士汤姆·阿特卡森在4月23日接受“国家地理新闻”网站采访时表示,最初于4月22日泄漏的原油总量大约在8400加仑(约合3.18万升)左右,当时油井拒信已停止泄漏。在美国联邦应急反应部门看来,这只是一次小规模泄漏事故。
但就在4月25日,海岸警卫队宣布远程遥控潜水器发现相关证据,证明石油管道一天内泄漏大约4.2万加仑(约合16万升)原油。海军少将兰德里在一次新闻发布会上表示,这是一次非常严重的泄漏事故,对墨西哥沿岸的生态系统构成威胁。
3:4月26日,浮油朝三角洲扩散
受西西北风影响,墨西哥湾浮油在4月26日继续向海内扩散,同时面积不断扩大。据欧洲一颗卫星的雷达图像显示,浮油较薄区域此时宽度已接近100英里(约合160公里),距离路易斯安那州密西西比河三角洲(图片中部偏左区域)只有大约21英里(约合34公里)。根据英国石油公司通过4月27日空中勘测绘制的一幅地图,已经能在更近距离看到浮油较厚区域的踪影。
4月27日,美国海岸警卫队宣布他们正考虑采取可控性燃烧以便让浮油远离陆地。警卫队海军上将兰德里说:“我们已准备动用工具箱内所能动用的一切工具。”27日提到的工具包括数英里长的管状栏障、远程遥控潜水器以及类似清洁剂的化学物质。管状栏障可漂浮在海面上,用于阻止浮油扩散;远程遥控潜水器曾在试图关闭泄漏管道阀门过程中使用,但最终以失败告终;类似清洁剂的化学物质可以将原油分解成更小的油滴,进而达到通过自然过程进一步分解的目的。
此外,工程人员还将在5月中旬在海底泄漏点上方使用三四层楼高的圆顶形防泄漏系统以遏制原油泄露,同时还计划打一口减压井。虽然减压井可有效阻止泄露,但钻井过程需要历时几个月时间。
新浪环球地理讯 北京时间4月30日消息,据国家地理杂志网站报道,位于美国南部墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台大约一周前发生爆炸,事故造成的原油泄漏形成了一条长达100多公里的污染带。目前,美国救灾部门正尽最大努力消除泄漏原油带来的影响,避免其漂至美国海岸,造成更严重的生态灾难。
1.受污染海面上的小船
在这张照片中,一艘小船4月28日在被原油污染污染的海面上行驶。由于漏油点位于海底,美国当局也只能对泄漏原油的规模做出大概猜测。历史上多数大规模原油泄漏都源于油轮撞击事故,根据事故船只的容量,可以推测出泄漏的原油量。“深水地平线”钻井平台所属的英国石油公司最初估计,每天的原油泄漏量为1000桶。
这一估计是依据深海相机记录的泄漏原油在水下5000英尺(约合1524米)处的流动做出的。不过,从空中监控此次事故的美国国家海洋与大气管理局(NOAA)估计,“深水地平线”钻井平台底部油井每天漏油大约5000桶,5倍于先前的估计数量。英国石油公司表示,该公司还可能在海底受损管道发现新的漏油点。
2.油污带航空照片
美国国家海洋与大气管理局应急指挥中心协调员道格-海尔顿(Doug Helton)表示,海面浮油的规模和颜色均是预测迄今有多少原油流入墨西哥湾的指标。据他介绍,根据4月28日拍摄的照片,银灰色光泽或彩虹颜色显示了薄薄的一层原油——直径或许仅相当于一个分子。当局表示,墨西哥湾海面的绝大多数原油——90%以上——会经过扩散变成很薄的一层。
不过,一片片深黑色的区域表明,一滩滩厚厚的原油处于黑色最明显的区域下面——相当于每英亩(约合0.4公顷)有5桶的原油。海尔顿表示,根据在墨西哥湾所看到的黑色污染带的范围,美国国家海洋与大气管理局科学家认为,之前的估计过于保守,泄漏的原油现在覆盖数千平方英里的区域。
3.锈迹斑斑的飘带
摄于4月19日的卫星照片捕捉到一架小型飞机从墨西哥湾海面泄漏原油形成的“锈迹斑斑的飘带”上空飞过的画面。虽然薄薄一层意味着原油量较少,但扩散的范围令当局更难以实施他们的既定策略之一,即原油的可控燃烧。只有在长长的耐火管中聚集至一定厚度,原油才能燃烧。尽管实验表明这种可控燃烧能够消除50%至90%以这种方式聚集的原油,但目前尚不清楚能否一次性聚集足够多的泄漏原油。
4.原油层点缀着黑色斑点
4月28日,在新奥尔良附近的墨西哥湾海面,薄薄一层原油上点缀着黑色斑点。据海尔顿介绍,电脑模型显示,海底受损管道泄漏的原油可能在三小时内就升至5000英尺(约合1524米)的海面。由于原油有浮力,科学家估计从受损管道泄漏的原油都会浮到海面。不过,原油移动的速度快慢取决于其形成的珠状物的大小。
在深海巨大的压力作用下,小珠状物上升的速度比大珠状物慢。“深水地平线”钻井平台前所未见的溢油规模令科学家预测其行为变得困难起来。美国行业联合应急小组成员表示,他们尚未发现因海底管道受损而引起的另一次原油泄漏。
5.墨西哥湾海面形成“原油河”
在这张摄于4月28日的航空照片上,墨西哥湾海面某处形成一条“原油河”。美国行业联合应急小组成员指出,由于天气原因,使得救灾工作变得更为困难。波涛汹涌的海浪令救灾部门难以部署用以回收浮油的船只,同时令可控燃烧的策略也难以开展。美国当局已将超过9.8万加仑(约合370970升)的化学分散剂扔进溢油带。
化学分散剂虽然不能减少进入环境的原油总量,但可以改变原油的物理化学特性,令其更有可能融入海水而非污染海岸。领导实施救灾活动的美国海岸警卫队第八区指挥官玛丽-兰德里(Mary Landry)少将说:“如果我们不能妥善解决此次危机,这可能是美国历史上最严重的石油泄漏事故之一。”
6.泄漏原油逼近海岸
欧洲航天局Envisat卫星于4月22日拍到这张墨西哥湾海面漂浮泄漏原油的照片,如图所示,黑色的原油带距离路易斯安那州并不远。一周以来,南风驱使泄漏的原油一步步逼近海岸。据美国行业联合应急小组估计,油污带会在当地时间4月30日晚抵达密西西比河三角洲和路易斯安那州的堰洲岛。
该区域包括三角洲国家野生动植物保护区。过去数十万年,那里苍翠繁茂的湿地资源为雪雁、黑鸭等纷纷迁徙过冬的野生鸟类提供了“歇脚点”。另外,三角洲国家野生动植物保护区内还拥有许多濒危物种,包括美洲鳄、褐鹈鹕、游隼等。当地野生动物保护官员正尝试利用发射丙烷的装置,将鸟类从岸边赶走。(孝文)
新浪环球地理讯 北京时间4月28日消息,据国家地理杂志网站报道,最近一段时间,美国宇航局又公开了一些太空图片,其中既有哈勃拍到的“神秘山”,也有火星上裸露的冰。
1.哈勃的神秘山
由哈勃太空望远镜最新拍到的这张图片,显示的是一个被称作神秘山的气体尘埃柱。为了庆祝哈勃太空望远镜升空20周年,美国宇航局于4月23日公开了这张照片,它突出了船底座里的恒星诞生情况。这个星座里的炙热的年轻恒星不断喷发出放射物和带电粒子,从内向外塑造出这个外形奇特、非常美观的宇宙云团。像这种类型的尘埃柱,其内部物质的密度很大,能够经受住恒星的侵蚀。
2.浮油图
在4月25日美国宇航局的“阿卡(Aqua)”卫星拍到的这张图片上可以看到,阳光照在墨西哥湾的浮油层上,泛起点点粼光,几天前“深水地平线” 石油钻塔爆炸后沉入水下。据美国宇航局说,左下侧的物体是试图清除浮油,控制这种局面的船只。据估计,自从这次爆炸发生后,每天大约有4.2万加仑(大约15.9万升)石油流入墨西哥湾,清理人员正在争分夺秒的清除浮油,以免它们流入野生生物聚集区和路易斯安那海滩及密西西比河沿岸。
3.航天飞机腹部
从4月17日在国际空间站上拍到的这张图片上可以看到,离开空间站的航天飞机“发现”号的有效载荷舱面对地球一侧。这张照片是由该站宇航员野口聪一拍到的,该图还展示了加勒比海普罗维顿西亚岛最南端,这里显然正好位于“发现”号下方。该机完成为期13天的任务,把新补给和设备送到空间站后,于4月20日重返地球。这架航天飞机将在今年11月份再执行一次飞行任务。按照美国宇航局的计划,现在仍在服役的3架航天飞机将在11月全部退役。
4.新星和老星
美国宇航局的“广域红外探测器”任务拍到的这张图片里有两个恒星簇,它为天文学家进行相关研究提供了参照对象。这张在4月23日公开的图片的最大特点是花冠星簇(Coronet cluster),它是一个由十多颗年轻恒星组成的小星簇,位于距离地球大约420光年的一个尘埃云团里。图片中部左侧有很多蓝色斑点,这是一个球状恒星簇,它位于距离地球大约2.9万光年的地方,这种星簇包含数十万颗宇宙中最古老的恒星。
5.火星上裸露的冰
从美国宇航局的火星勘测轨道飞行器最近拍到的这张图片上可以看到,在最近出现的一个撞击坑里,裸露出来的冰闪闪发光。3月,该轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验照相机在一个半英里宽的黑暗爆炸区内看到这个直径大约有66英尺(20米)的陨石坑。这个由不明物体撞击产生的陨石坑,是高分辨率成像科学实验照相机的科研组7次发现火星上有水的迹象的其中一次。尽管科学家认为,火星大约有一半的地下都埋藏着冰,但是他们很难发现这种陨石坑。这是因为该照相机更容易在布满尘埃的地区发现陨石坑,因为撞击抛出的黑色物质与明亮的冰面形成鲜明对比。(秋凌)
新浪环球地理讯 北京时间4月19日消息,据美国国家地理网站报道,美国“国家地理新闻”网站刊登了本周的一组太空照片,包括天蝎座星群、狮子座的螺旋星系M66、火星冲沟以及开裂的岩层等。
1.开裂的火星岩层
这幅高清晰卫星照片于2010年4月7日公布,由美国宇航局火星侦察轨道器的超高分辨率成像科学实验照相机3月1日拍摄。由于受数百年内积累的地震压力影响,火星赤道附近的岩层发生移动并开裂,显得非常混乱。不同岩层的粗纹便于科学家测量每一个断层上的地壳偏移距离。
2.天蝎座星群
在这幅展现天蝎座一星云的照片中,尘埃和气体包围了一个由大质量恒星构成的被称之为“Pismis 24”的星群。巨型恒星产生的辐射让这个星云呈现出与众不同的形状。2010年4月12日,欧洲南方天文台公布了这幅可见光照片。通过这幅照片,天文学家能够进一步了解Pismis 24。这个星群内的恒星质量巨大,每一颗的质量都是太阳的100倍以上。
3.火星冲沟
图片展示的这些冲沟位于火星拉塞尔陨坑内。科学家在2010年3月26日刊登的一篇文章中指出,它们似乎可以充当一个证据,证明这颗红色星球表面有液态水流动。这幅照片由美国宇航局火星侦察轨道器的超高分辨率成像科学实验照相机于2008年拍摄。照片中,拉塞尔陨坑内的冲沟突然走到终结而不是形成扇形,这可能说明冲沟是由干燥物质沿下坡流动产生。随着时间流逝,这些冲沟也不断增大。科学家认为最合理的解释是,这些冲沟由附近水冰季节性融化形成的泥浆(由沙子和液态水构成)沿着陨坑沙丘向下流动所致。
4.CryoSat-2卫星发射
有时候,我们需要借助火破解地球冰的密码。4月8日,欧洲开始其第一次用于研究陆地冰的太空任务,当时图片中这枚搭载欧洲航天局CryoSat-2卫星的火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场发射升空。2005年,由于火箭发生故障,最初的CryoSat卫星在发射过程中坠入大海。CryoSat-2卫星负责对海冰和冰原厚度变化情况进行准确测量以监视其如何回应全球气候变暖。
5.非完美螺旋星系
这幅照片于2010年4月8日公布,由美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄。照片用惊人的细节展现了狮子座三重星系的“老大”Messier 66非同一般的不对称性。三重星系的成员彼此距离很近,足以产生相互影响。天文学家认为另外两个星系的引力拖拽破坏了M66的螺旋结构。与包括银河系在内的其他螺旋星系有所不同的是,M66螺旋臂不对称,中央区域的核心也发生偏移。(孝文)
手指长短的莱氏石仅在阿肯色州的萨林河中生存。
长达180厘米的中国大鲵是世界上最大的鲵类,它在受到侵害时能分泌一种滑溜溜、散发恶臭的粘液,但还是无法避免被人类食用或用作民间药材。
和大多数同类一样,东南部淡水鱼一般体型较小,一年大多数时间里颜色暗淡。而在春秋时节雄鱼会呈现求偶色,如果你那时把脑袋浸入水中,可能会以为自己身处珊瑚礁附近。圣诞镖鲈看起来像由红色花枝装饰的游动的树;短吻镖鲈和阿拉巴马镖鲈身批蓝绿与橙黄相间的条纹和斑点;雄性小鳍镖鲈沿背鳍顶部生有膨大的明黄色小疙瘩,估计这是模仿卵的样子来诱导雌性产卵。鱼儿的行为同样令人侧目。雄性石是种手指长短的鲶鱼,嘴边生有胡子般的触须,它们把卵含在嘴里清洁;而一些雄性镖鲈是通过不断向卵扇动水流来进行清洁,这样还可以给卵供氧;长度不足13厘米的詹氏小鲈用长吻当撬棍,翻开石子找寻食物。
现在许多河流不是被水库截断,就是被人类活动带来的沉积物阻塞,再不然就是充满了有害的化学物质,导致美国东南部将近三分之一的鱼类濒临灭绝,对其中许多种来说消失不过就是近几年的事儿。CFI并不是唯一一家设法保护它们的组织。查塔努加市的田纳西州水族馆、一些私人机构以及州级和国家级的野生动物机构也在尽力,大家做这些工作大都不求回报。由一些进行自主研究的科学家组成的美国东南鱼类协会,列出一张他们称之为“十二危鱼”的名录。田纳西州水族馆的首席研究员安娜?乔治说:“这是最有可能马上灭绝的12种鱼,而对于其中大多数大众听都没听过。”
这种情况对于长达80厘米的萨氏铲鲟(或许已灭绝)并不适用。上世纪,商业性捕鱼和阻挡洄游产卵路线的水坝建设导致其数量骤减。这种鲟鱼可能是现今美国濒危形势最严峻的鱼类。深入调查得出的结果显示,2000年被列入保护范围以后,萨氏铲鲟现存只有3条。2007年,科学家为捕获到的最后一条萨氏铲鲟装上跟踪器,日夜跟踪了两年,以期它会遇到同类。但它没有,而人们也再没捕获到萨氏铲鲟。
其实总体来说东南部的濒危鱼类没什么经济价值,也正是这一原因导致某些地区鱼类遭到人为消灭。田纳西州的艾布拉姆斯溪大部分河段从大雾山国家公园中穿过,溪流蜿蜒不过40公里,却曾容纳将近70种当地土生鱼类。然而,1957年公园却决定给土生鱼类下毒,之后在河中放养外来的鳟鱼供人垂钓消遣。他们不想这些当地的小型“钓饵鱼”和年幼的鳟鱼抢食吃。没过多久,原本生活在艾布拉姆斯溪中的鱼类就消失了将近一半。但从那以后,野生动物管理人士的态度便开始转变,如今他们希望重建世界顶级的小鱼群落。
去年一个秋日,清澈、沁凉的艾布拉姆斯溪在鹅掌楸、番木瓜和松树掩映下流淌,我与舒特以及雷克斯同行,用肚皮先入水的方式扎进溪流。在我们统计鱼数的时候,红叶组成的舰队顺流飘过,还有一些虎纹麝香龟游过来打量我们。1986年到2002年期间,舒特和雷克斯曾把鱼一桶一桶地从诺克斯维尔的“方舟”运到艾布拉姆斯溪,现在他们每年都会重返故地跟踪检测结果。除此地之外,他们还在30多条其他
河流中开展工作。从上世纪五六十年代开始,在国家公园之外的范围内,人们的态度和相关法律也都发生了改变。东南部地区河流还是像以前那样遭水坝拦截,但是在经历了长期无度砍伐、煤矿开采以及工厂与下水管道排污之后,在环境法的帮助下,这些河流已经清理得足够干净,某些地区已经可以把“方舟”上养大的鱼放入水域,测试清洁度。
越来越多的成功案例开始呈现。田纳西河支流之一的鲍威尔河曾在1996年由于煤矿淤泥泄漏遭污染,这一事故连同其他一些因素的影响,导致濒危物种黄鳍连尾的分布范围骤减。但是CFI帮助这种鱼重归水域并扩大了种群规模。雷克斯说:“最近我们已在鲍威尔河上55公里长的河段里发现这些鱼的踪迹,它们过得不错。”就在去年那个秋日的下午,我和CFI团队沿鲍威尔河在弗吉尼亚州境内的一条分支漂流
而下,沿途遇到不少旅伴——鲢鱼、镖鲈、鲦鱼和闪等至少12种鱼,泛着银光,追随我们身后漩涡里的食物碎屑而来。
黄鳍连尾以及CFI助其重归野境的另一濒危鱼类——贝氏石,在艾布拉姆斯溪里也过得不错;抢救斑鳍鲢的努力以失败告终;而平腹镖鲈在历经9年的补给后茁壮成活,去年秋天CFI团队在1个小时内就观察到47条。后来,舒特站在诺克斯维尔的仓库里,在冒着气泡的鱼缸间说起他曾见识过比艾布拉姆斯溪境况更糟糕的地区,以及在那之后仍旧保持乐观态度的原因。他向我描述了从北卡罗来纳州流入田纳西州的鸽子河的情况。
1957年,公园却决定给土生鱼类下毒,之后在河中放养鳟鱼。但野生动物管理人士的态度已开始转变,如今他们希望重建世界顶级的小鱼群落。
“鸽子河是这片地区情况最糟的河流,”他说,“不过向河内倾倒有毒化学物质的公司已经洗心革面,社区也改进了污水处理方式,而我们也已经开始帮助桔色似鲈重归家园。”
“我们把最后幸存的鱼类保存在方舟里,是因为说不准哪天河流就会恢复正常。”舒特继续说道,“如果鸽子河可以,其它河流就都有可能。即便有人对我又踢又骂,要强行把我拖走,我也不会放弃的。”
戴着水下呼吸器潜泳的科学家们在扁平的岩石下搜寻一种重回田纳西州艾布拉姆斯溪的土生鱼类——贝氏石的踪迹,这是一种身长5厘米的鲶鱼。
苍铲鲟从恐龙时代一直存活至今,现在它已经失去密苏里河流域的大部分栖息地。胡子一样的触须可以为它探知猎物留下的化学痕迹。
鳞背长颈龟是新几内亚的土生物种,有18厘米长的壳和能嚼碎蜗牛的强劲颌骨,闻起来就像臭鼬。一位科学家说过:“这种长颈龟怎么说都不可爱。”
撰文:道格拉斯· H · 查德威克
摄影:乔尔 · 萨尔托雷
翻译:双马田雨
美国田纳西州诺克斯维尔市有座奇特的诺亚方舟——一座砖砌的仓库。
怪就怪在它不仅没像船那样漂起来,改变命运的洪水也竟然都只在舟内奔腾。仓库里600个玻璃鱼缸和塑料盆直堆到天花板,水流昼夜不停地从错综复杂的管道涌入这些容器。搭乘“方舟”的都是鱼,有石、镖鲈、食蚊鱼、鲢鱼等等,大多只有几厘米长。在这里,经过精心过滤并注入氧份的水流供给鱼儿生命的气息,而它们的自然栖息地——美国东南部的河水与溪流,却被大坝扼住喉咙,任凭污染物玷污。这些登上方舟的鱼,都是其种群中最后的幸存者。
为“方舟”掌舵的人是来自北卡罗来纳州的J · R · 舒特和来自阿肯色州的帕特· 雷克斯。二人于80年代中期读研究生时相识。他们打小就在溪中戏水,用鱼缸养鱼。现在,二人成功地把孩童时期的爱好转变为一份独特的职业。世界各地的淡水动物都饱受侵害,美国东南部的丰富物种也不例外。舒特和雷克斯在田纳西州诺克斯维尔市成立非营利的渔业资源保护公司(英文缩写CFI),努力帮助一些最珍稀物种存活下去。
但这可不像养金鱼或孔雀鱼那么简单。方舟乘客钻石镖鲈是种濒临灭绝的鱼类,生活在沙洲附近。经证实这种鱼对干扰因素太过敏感,生物学家只能通过远程监视器观察它在鱼缸中的活动。旁边的水箱内游动着一种叫詹氏小鲈的镖鲈,目前唯一已知的栖息地是跨乔治亚、田纳西两州的科纳索加河,河水长期以来被农田和工厂污染、淤塞,其中可能还有200来条詹氏小鲈。最近进入这一水域的三条詹氏小鲈是人工喂养的仅有三条。CFI每个成员都希望它们不要同属一个性别,这样才能配对。他们会不遗余力地布置沙土、砾石以及小块岩石掩体,营造可能促进小鱼之间“亲密关系”的环境。
首先,捕鱼就是项挑战。舒特和雷克斯可算是与众不同的河生动物:头戴潜水面罩,身穿笨重潜水衣;为了空出两只手拖自己沿河底前行,他们只有通过水下呼吸器交谈,把捕捞网像帽子一样戴在头上。有些鱼晚上更为活跃,于是他们常带着手电筒潜水观察。有一次,当他们摸黑涉水路过一片黑乎乎的露营地时,听到有人喊:“哇,好像一群戴着头灯的大牛蛙!”
这项工作的目的在于为鱼类留种,以便在人类社会恢复河流清洁而畅流无阻的状态时,再把鱼儿放归河水。科纳索加河还没有出现这种形势,但其他一些河流已有起色。近些天来,舒特和雷克斯不仅捉鱼带回方舟,同时还追踪已放归野外的鱼类的生长状况。“这是一项大型自然实验,我们边做边学,”雷克斯说, “能做自己热爱的事情我感到十分幸运。”
湖泊、沼泽和河流在淡水资源中仅占不到0.3%,在地球全部水资源中所占比例则不到0.01%。但是这些水域却是世界上多达12.6万种动物的家园,其中包括蜗牛、河蚌、鳄鱼、水龟、两栖动物和鱼。已知的3万种鱼中几乎有半数在湖泊与河流中生活,而很多生存现状都不好。例如,北美有39%的淡水鱼处境堪忧,而就在几十年前这个数字还只是20%。总体来说,淡水动物绝迹的速度是陆生动物和海生动物的4到6倍。美国列入受威胁及濒危物种名单的573 种动物中,将近一半是淡水物种。
这是因为淡水生态系统和人类活动密切相关。工业和农业都依傍活水密集分布,人类每项活动所制造的残渣迟早都会流入附近的溪水——如果那些溪流在此之前还没被人类榨干的话。与世界上其他干旱地带一样,美国西南部的野生动物必须和不断扩张的人类争夺水源。今天,格兰德河与奔腾强劲的科罗拉多河在其入海口处都只剩一条缓缓流淌的细流。
但是美国东南部,尤其是阿巴拉契亚山脉南部,却脱颖而出成为世界淡水生物聚居中心。高度风化剥蚀的山脉被切分成无数山与谷,泉水、浅滩、湍流、平缓浅流和池塘闪耀其间,为淡水生物营造出隔离生境,使它们得以在其中进化出多种形态。同时,这里也免于在冰川期被冰川夷为平地,大陆北部多数地区都没能逃过此劫。这样一来,美国东南部就拥有了地球上最壮大的河蚌群落和北美洲首屈一指的淡水蜗牛、螯虾和水龟群落。总共约1000种美国淡水鱼中,东南部就有 700种左右。