书城文化细说万事之谜
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第30章 洞察地球的奥秘(3)

科学家相信,这种理论还可以解释其他地区的风化现象。建筑物和其他人造物体也会形成沿光影分界伸展的裂缝。甚至我们已经观察到发生在火星上的风化也可以这样解释。

■ 地震云之谜

有些科学家认为,天空中某些形态的云与地震有关系,并把这类云称为“地震云”。

1948年6月28日,日本奈良市长键田忠三郎发现奈良市上空出现一种异常的带状云,好像把天空分成两半,他预感到可能要发生地震,把这个消息告诉了亲友,结果第二天果真发生了福井地震。

据史料记载及人们的观察,地震云多呈带状,似龙,似蛇,或似草绳,或呈辐射状、肋骨状。其颜色有白色、灰色、铁灰、橘黄、橙红等。

真有地震云吗?地震云又是怎么形成的呢?

日本九州大学真锅大觉副教授认为,地震之前,地球内部积聚了巨大的能量,并促使地热升高,加热空气,使其成为上升的气流,以同心圆状扩散到同温层,使1000米高空的雨云形成细长的稻草绳状的地震云。

但是,我国气象地震研究人员从大气物理角度对真锅大觉的观点提出了质疑。

首先,同温层的高度至少在l万米以上,一般上升气流不易达到,而且强烈对流上升的气流一般是产生“塔状”、“柱状”、“蘑菇状”等垂直方向发展的对流体,不可能形成沿水平方向展开的横卧状的细长带状云。

其次,地球岩石的热传导是极其缓慢的,它通过10米厚的岩石至少也要3年。那么,地球内部积聚的能量,又是通过什么机制来加热大气的呢?

此外,还有一些学者提出断裂带中可能会有大量高能带电粒子溢出,或者震源在震前形成的静电场使得高空形成条带状地震云……

这些意见,虽然对地震云的形成作了一些解释,但都缺乏客观的观察数据,也未超出猜测的范围。因此,有没有地震云和地震云的成因等问题,还是一个谜。

■ 峨眉山“佛光”之谜

“佛光”是一种奇特的自然现象,主要见于山区,而其中又以四川峨眉山最为常见。在峨眉山,“佛光”一年中平均会出现60多次,多的时候一年甚至出现80多次,因此人们又把它称之为“峨嵋宝光”,把它与日出、云海和圣灯并列为峨眉山的四大自然奇观。

当游客站在峨眉山金顶背向太阳站立,而前下方又弥漫着云雾时,有时会在前下方的天幕上,看到一个外紫内红的彩色光环,中间显现出观者的身影,且人动影随,人去环空。即使两人拥抱在一起,每个人也只能看到各自的身影。这就是四川峨眉山神奇的“佛光”现象。这种“佛光”到底是怎么形成的呢?

有学者认为,“佛光”是日光在传播过程中,经过障碍物的边缘或空隙间产生的展衍现象,即衍射作用而形成的。

当云层较厚时,日光在射透云层后,会受到云层深处的水滴或冰晶的反射。这种反射在穿过云雾表面时,在微小的水滴边缘产生衍射现象,有一部分光束会偏离原来的放射方向,其偏离的角度与水滴直径成反比,而与各色光的波长成正比。于是,不同的单色光就逐渐扩散开来,在人们的眼前,出现一个彩色的光环。

为什么会形成环形的光反应,而且与同样形成环的彩虹又不一样呢?这是因为只有位于某个“光锥”面的单色光,才能为人的肉眼所能见到,而且自己所站的位置,即“光锥”的视夹角大约为9度,而彩虹的视夹角达84度。同时光在衍射时,光波愈短其偏离的角度就愈大,所以“佛光”色彩的层次分布,一般呈紫色在外,红色在内,愈接近中心部位,色彩的能辨程度就逐渐减弱,到了光环中心就像一面发光的彩色玻璃镜。

再由于衍射和漫反射的复杂作用,“佛光”的色相往往不像彩虹那样清晰分明,而是像水彩画那样湿润地融合在一起。又为什么只能看到自己的身影呢?主要原因是:虽然云层中的水滴和冰晶点很多,但人们各自所见的光环,只是各自眼睛所视为顶点的那个光锥面的水滴或冰晶点的作用的结果。就如同各自对照着一面小圆镜,自然照见的也就是各自的身影了。

至于出现影随人动、人去环空的景象,则是“佛光”中“摄身光”的原理,至今尚无科学解释,还需要深入研究、探讨,弄个清楚明白。

■ 极光是如何形成的

在高纬度地区,特别是两极地区,在晴朗的夜晚,天空中经常会出现一种美丽的、五彩缤纷、变幻莫测的光带,这就是极光。极光形状呈带形或弧形或幕形或放射形,色彩绚丽。在两极地区,每年可以看到好几十次极光。

这种强烈的极地光暴,像彩色缤纷的回卷光带,有时还会发出怪异的嘶嘶声和噼啪声,通常在太阳表面有大耀斑爆发后一日之内发生,耀斑则多半在太阳黑子特别活跃的时期出现。

科学家现在相信,极光的形成很像电视屏幕上图像的形成。要电视显出图像,需用电磁把电子束聚集在荧光屏上。

地球磁场的作用与电磁相同,把来自太阳的电子和其他粒子聚集在地球磁极上方的天空“屏幕”上。在南北两极,地球的磁场形如漏斗,尖端垂向地球。太阳粒子在两极上方的磁力漏斗旋转降向地球时,会撞击并激发高层大气的原子,受激原子就发出闪耀而怪异的极光。

目前已知氧原子会发出红光和绿光;氮原子会发出紫光、蓝光或红光;太阳质子本身则会发出微弱的黄光和红光。这就是极光色彩缤纷的原因。

■ 不可思议的晴空坠冰

在万里无云的碧空中,突然会掉下一些大冰块。这就是“晴空坠冰”现象。

2000年初,西班牙竟然连续发生了7次“空中降冰”,而且前后时间间隔只有短短七八天。1月10日,在南部塞维利亚省的托西那市,一块重达4000克左右的大冰块轰然落在两辆轿车上,顷刻间车顶被砸得稀烂。12日又有一块长约30厘米、重约2000克的大冰块击穿了穆尔西亚省一家酒吧的屋顶,所幸也无人员伤亡……

西班牙国家气象局的专家已经否定了“冰雹”的可能性,尽管说它来自太空还有待于进一步证实,但从很多迹象看,“陨冰”的可能性相当大。

事实上,经过多年的研究探索,现在人们已经肯定,众多的“晴空坠冰”中,至少有一部分是真正的“天外来客”——“陨冰”。

陨冰与陨石一样,原先都是游荡在太空、绕太阳转动的“幽灵”,只是有时它们一不留神,闯进了地球引力的“陷阱”,才被迫改变轨道落向地面。由于地球周围有稠密的大气层,所以绝大多数的陨落物都在大气中消失,在几千度的高温焚烧下,只有少数原先非常巨大的母体,才会有残骸降临人间,成为陨星(包括陨石、陨铁)。

那些铁块、石头尚且只能剩下极少部分,可想而知,陨冰原先的母体一定是太空中的巨大冰山。

■ 多个太阳同时出现的怪事

世界上曾经发生过多次天空中多个太阳同时出现的怪事。

1156年的一天,在意大利的米兰上空,出现过3个太阳,并伴有一个彩环。在太阳消失、天空逐渐变暗之际,又突然出现了一个巨大的光柱。当时迷信的人们认为,这预示着米兰的末日就要来临了。

1785年的一天上午,在俄罗斯的雅罗斯拉夫市碧蓝的天空中,突然出现了一个大圆圈,里面竟有3个太阳。中午时分,又出现了第二个圆圈,里面有一个带光环的十字,当时看见这个现象的人们都感到茫然不知所措。

1550年,西班牙国王卡尔五世率军进攻德国的马格德堡,将这个城市包围得水泄不通。到1551年4月,城中将士弹尽粮绝,市民面临饥饿和死亡的危急关头,天空中突然出现了3个太阳,它们摆成一排,两侧的太阳还各自背着一个闪亮的十字架。

这一神奇的现象让全城为之轰动,也使得侵略者极端恐惧,他们认为这是上天有意捍卫马格德堡。于是,卡尔五世便急忙发布命令,解除了对马格德堡的包围,城内的市民们终于得救。

2001年7月14日中午12时许,四川省也出现了奇异天象:有4个内红外紫、大小不等的光圈一直紧紧围绕太阳,并随太阳移动,看起来很有点儿像奥运的五环标志。对此,媒体做了大量报道。

1981年4月18日的清晨,海南岛东方板桥的人还碰到过5个太阳同时悬在天际的胜景。那天早晨,红艳艳的太阳已升上天空,人们习惯性地抬头东望,发现东边居然有3个太阳,相隔数米的西边还有2个太阳,太阳中间还有一条绚丽的彩环相连。这一奇景让当地人奔走相告,议论纷纷。

这到底是怎么回事呢?难道天空中真有第二个、第三个太阳?

其实,这种现象在学术上被称为“日晕”。

原来,在天空中的半透明的卷层云里,有着不少的雾气、水滴和冰晶,冰晶常常是很规则的几何图形,偶尔会整整齐齐地、垂直地排列在空中。当太阳光射在这些六角形冰柱上时,就会发生非常规则的折射现象,中间那道光线,是从处于中间位置的太阳直接射来的,是真正的太阳;旁边的光线,是太阳光经过六角形晶柱折射而来的,在人们的眼中,就出现了另外两个并列的太阳,或者更多的太阳。

它们实际上是太阳的虚像,又叫做“幻日”。

那么,又为什么会出现镰刀、宝剑、十字、圆圈等各种不同的形状呢?这是因为冰晶的大小、形状各不相同,太阳照射的角度也不完全一样,当这些折射光相交、相连、相叠、相套的时候,我们从不同的视角看去,就会看出种种不同的形象来。

■ 绿色的太阳

1979年7月,波兰运动员乌尔班奇克驾驶着“晨星”号帆船从旧金山向太平洋波利尼西亚方向航行。在航线上,他不断地看到绿色的太阳,令他惊奇不已。为什么太阳会是绿色的呢?

其实,绿色太阳的形成原因很简单。

因为地球是被大气层笼罩的,大气层很像是三棱镜,阳光透过云层产生折射后,便会分解成红、黄、绿、紫等多种颜色。红光轻微弯折,绿光及蓝光弯折的角度更大:当太阳接近遥远的地平线,而天空中的大气又特别干净的时候,就可能看到位于太阳边上的绿光,甚至蓝光。

但绿色的太阳只能在大气中水蒸气很少、没有云雾、能见度比较高的天气里才能看到。这是一种正常的光学现象,并不是太阳真的变成了绿色。

因此,在陆地上是很难看到绿色的太阳的。

■ 为什么晚上会出太阳

晚上出太阳?这似乎是不可能的事,但是在我国的古书上,确确实实记载了晚上出太阳的情况,而且不止一次。

在我国的《汉书》中,记载了汉武帝建元二年(公元前141年)六月十一日夜晚出现了太阳。在《晋书》中也有类似的记录:大兴元年十一月戊寅(公元318年11月16日)夜里,出现了一轮太阳,高三丈。同样,《建康志》中也记载了梁武帝庚子年九月乙亥,也就是公元520年10月25日夜里,出现了太阳。类似的记载还有很多。

根据常识,晚上是不可能出现太阳的。但如此众多且详细的记载却又让人不得不信。因此,人们对此作出了很多解释。有的说是彗星;有的说是太阳的冕状极光,因为极光在特定的条件下,会变成红色的圆形发光体,易被误认为太阳;还有的说是外星人驾驶的飞碟飞过地球,发出的光亮使得人们以为是太阳。但究竟是怎么回事,还需要科学家进一步研究。

■ 非同寻常的“雨水”

下雨本是平常事,但如果下的是“青蛙雨”、“鱼雨”、“彩色雨”,甚至还有下钱的雨,那就非同寻常了。

1683年10月,在英国诺尔弗克的小村艾克尔,大量的癞蛤蟆从天而降,当地的人们简直不敢相信这是真的。村民们不得不一齐动手,用水桶把它们清走,然后烧掉。

1687年,在巴尔蒂克海东岸的麦默尔城,大片大片的煤黑色的纤维状物质落在刚落满白雪的地上。后经证实,这些物质主要是绿色丝状海藻,还含有29种纤毛虫。

1955年7月22日,美国俄亥俄州辛西纳提市,下起了红色的雨。……

这些非同寻常的“雨水”是怎么产生的呢?其实,这是因为龙卷风作用的结果。

龙卷风是一种急速旋转的小而强烈的螺旋状的风。风速一般为每秒几十到一百米,最大上升速度可达每秒几十米甚至上百米。

龙卷风的形成一般都与局部地区受热,引起空气上下强对流有关。上下强对流可以产生“真空抽水泵”效应,从而将地面上的东西卷上天空,再送到或近或远的别处落下,就形成了各种各样奇奇怪怪的雨。

下钱,是因为风将埋藏在地下的古币卷起,到另一个地方再落下来;下“血”,其实是风将红土卷起,混合着雨水落下,看起来就像下血;而下鱼和青蛙就更简单了,正好有条河里的水生物们“运气太好”了,免费作了一次空中旅行。

■ 酸雨是怎么回事

“酸雨”是指pH值低于5.6的雨、雾或其他形式的大气降水。大家知道,pH值是以氢离子浓度表示的液体酸、碱程度的标志,pH值等于7时为中性,大于7时呈碱性,小于7时呈酸性。pH值越低,表示酸性越强。

一般认为,酸雨主要是由于人类燃烧含硫燃料(煤炭、石油等)和冶炼含硫矿物时,排放的氧化硫和氧化氮弥漫在高空,在阳光等的作用下,与水蒸气和氧结合成稀释的硫酸和硝酸,并附在雨滴、雪花和微粒物质上,降落下来而形成的。

另外,火山爆发时喷发出的二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氧化硫等气体与水汽结合也能形成酸雨,但一般危害的范围局限于火山喷发区附近。

酸雨对人类环境的危害是多方面的。酸雨能破坏森林生态系统,使林木生长缓慢,严重的可导致森林的大面积死亡。酸雨进入河湖导致河湖水酸化,鱼卵因此而不能孵化,水生生物的生长因此受到抑制,严重时全面破坏水生生态系统,使河湖失去生机而变成“死河”、“死湖”。

酸雨渗入地下会破坏土壤结构,加速土壤中养分的流失,降低土壤肥力,导致土壤贫瘠化,进而影响农业生产,特别是在土壤呈酸性的地区,危害更大。最令人担忧的是,酸雨对人体健康也有着极大的危害,尤其是在形成硫酸雾的情况下,其微粒可浸入肺的深部组织,引起肺水肿和肺硬化等疾病。

■ 彩色的雪

雪一般都是白色的。但是,世界上除了白雪,还降过各种其他颜色的雪呢。

人们在南极见过红、黄、绿、褐等颜色的雪。1959年的一天,在南极的上空,突然乌云密布,接着刮起了一场大暴风。暴风过后,飘起了红色的大雪,那雪就犹如鲜血一样鲜红夺目。

为什么会出现彩色的雪呢?

原来,这是藻类植物引起的。它们不怕冷,可以在雪地里生长。南极就生长着许多蓝藻、绿藻、黄藻、红藻、褐藻。彩色的雪,就是因为这些藻类植物被暴风刮到高空,和雪片相遇,粘在雪片上落下来,形成了五颜六色的雪。

当然,其他的生物或非生物也可能形成彩色的雪。