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第18章 自然科学与探索(3)

南极点并非是南极冰盖的最高点,覆盖在南极点上面的冰雪以每年10米左右的速度移动。因此,科学家每年都要重新标定一次南极点的最新位置,立上标杆。

皮肤的杀手——紫外线

紫外线是波长为100至400纳米的电磁波的总称,它是太阳光中的一部分,是一种不可见光。紫外线的发现与认识揭开了许多皮肤问题的真相,给人类带来了福音。目前,紫外线的各种应用技术已被广泛应用于化学、生物学、仪器分析和医学保健等领域。

紫外线的首次亮相

1801年的一天,德国科学家里特在研究太阳光谱时,突然想要了解太阳光分解为七色光后有没有其他看不见的光存在。

他用一张纸片蘸了少许氯化银溶液,并把纸片放在太阳光经棱镜色散后形成的紫光的外侧。过了一会儿,他观察到纸片上蘸有氯化银的部分变黑了,这说明太阳光经棱镜色散后在紫光的外侧还存在一种看不见的光线,里特将这种光线称为紫外线。

紫外线的功与过

适量的紫外线可使人体产生维生素D3和D2,预防佝偻病和矿工等的职业病,并促进机体的新陈代谢,让人感到心情舒畅。

但是,强烈的紫外线是健康的杀手。当它作用于皮肤时,可引发日光性皮炎,皮肤上出现红斑、剌痒、水疱、水肿等,严重的还可引发皮肤癌。另外,它作用于中枢神经系统时,可能会引起头痛、头晕、体温升高等。

大展身手的紫外线消毒技术

在现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的c波段紫外光(波长200至275纳米)发生装置产生强紫外C光,照射流水、空气或固体表面,当它们中的各种细菌、病毒、寄生虫以及其他病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后,其细胞中的DNA结构受到破坏,从而在不使用任何化学药物的情况下达到消毒的目的。这就是人们常说的紫外线消毒。

紫外线光化学疗法

紫外线的光化学疗法是治疗银屑病、皮炎、湿疹、丹毒等多种皮肤顽症的有效手段。这种疗法采用320至400纳米波长的长波紫外线直接作用于病变组织的细胞上,形成光化合物,使色素性皮肤病的病变细胞中的还原黑色素氧化成为黑色素,同时使皮肤产生炎症反应。破坏皮肤中的硫基化合物并激活酪氨酸,促使黑色素形成、释放、扩散,达到治疗色素性皮肤病的目的。

气候反常的罪魁祸首——厄尔尼诺

厄尔尼诺现象是太平洋赤道带附近海域大面积海水异常增温,鱼群大量死亡的现象。厄尔尼诺现象发生时,世界上的很多地方都会出现诸如冷夏、暖冬、持续干旱、大面积暴雨等异常气候。在人们眼中,它几乎就是灾难的代名词。

“圣婴”的由来

“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,南美洲厄瓜多尔、秘鲁等国的渔民发现,每隔几年就会出现一般沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高,造成性喜冷水的鱼类大量死亡。由于这种现象发生最严重时往往在圣诞节前后,渔民便将其称为上帝之子7—“圣婴”。

当代科学之谜——厄尔尼诺现象的成因

厄尔尼诺现象的成因还是当代科学之谜,有人认为,厄尔尼诺现象是由地热运动等地球内部的变化导致的,也有人认为它的出现同地球自转速度的大幅度持续减慢有关。最普遍的观点是大气因子论:由于信风的影响,赤道太平洋形成了水温和水位东低西高的形势,一旦信风减弱,太平洋西侧的海水就会向东回流,位于赤道东段和中段太平洋的水温就会升高,从而引发厄尔尼诺现象。

反厄尔尼诺——拉尼娜现象

近年来,科学家又发现了与厄尔尼诺的“性格”相反的拉尼娜现象,它的字面意思是“圣女”,也被称为反厄尔尼诺现象。它的特征是赤道附近东太平洋的水温反常地下降,从而引起一系列气候异常现象。拉尼娜现象是由前一年厄尔尼诺现象造成的庞大冷水区浮出洋面后形成的,因此总是发生在厄尔尼诺现象之后。由于拉尼娜现象不像厄尔尼诺现象那么简单,所以它对气候的影响尚很难预测。

一般来讲,拉尼娜的危害要比厄尔尼诺小得多,但也会给人类造成相当严重的损害。

二氧化碳的后果——温室效应

温室效应是指透射阳光的密闭空间,由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应。温室效应会带来全球性气候变暖、生态破坏,甚至会造成严重的社会后果,对它的积极应对,是全人类共同的责任和义务。同时,科学家们也在积极探索如何有效地利用温室效应,造福人类。

温室效应理论的问世

1896年,瑞典科学家斯潘蒂·阿莱纽斯首次提出了这样一种预测:随着大气中二氧化碳浓度的上升,地表的温度也会上升。

20世纪中叶,美籍日本学者真郭淑郎通过电子计算机计算温室效应气体的影响,用科学的数据验证了斯潘蒂·阿莱纽斯的预测,从理论上再次确认了温室效应气体对大气的结构变化和长期的气候变动起到了重要的作用,并将此现象命名为“温室效应”。

温室效应从何而来

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。

二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的气体罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,从而使地球表面变热。因此,二氧化碳也被称为温室气体。

另外,人类活动产生的和大自然排放的其他气体,如氟氯烃、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体,都是温室气体。

全球性的灾难

温室效应最直接的后果就是导致全球性的气候变暖。科学家预测,今后大气中二氧化碳浓度每增加1倍,全球平均气温将上升1.5至4.5摄氏度,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升,造成低海拔地区被海水淹没。冬季缩短、夏季延长,造成蒸发增强,导致大片地区的土壤湿度降低,土地沙化,地球上的病虫害增加。

降伏温室效应的招数

为了减少大气中过多的二氧化碳,一方面需要人们尽量节约用电,少开汽车以减少二氧化碳的排放量;另一方面需要人们保护好森林和海洋,积极植树造林,因为海洋中的浮游生物和陆地上的森林可以大量吸收二氧化碳。

有的科学家提出了建造“太阳盾”的设想,即给地球造把遮阳伞。太阳盾是一个巨型反射镜,直径2000千米,面向太阳安放在拉格朗日点上,在这个点上太阳与地球的引力相互抵消。太阳盾反射阳光,人们通过改变其角度调节地球上的温度变化。

用温室效应改造火星环境

美宇航局下属艾姆斯研究中心科学家玛格丽塔·玛利诺娃等人在《行星地质物理杂志》上发表论文,声称如果人类将“超级温室气体”注入火星大气层,使火星吸收的太阳辐射能量不散发出去,那么火星大气的温度将会提高,火星两极的冰盖将会融化,火星的环境可能恢复到多年以前的温暖湿润状态,从而适合生命繁衍。

科学家重点考察了几种“超级温室气体”,它们引起温室效应的能力是二氧化碳的近1万倍。这些气体在火星环境中存在时间长,而且对生命没有不利影响。

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