新知|白雪为啥突然变成西瓜红?冰雪|凯发668k8娱乐场世界的“诡异”色彩来自哪

  在历史记录中■★★■◆,人们通过手绘记录下12瓣■■★◆、18瓣甚至24瓣的雪花,它们到底是如何形成的?其中一种观点认为,双核冰晶可能是形成多瓣雪花的原因,这种双核冰晶具有“工■■★”字形的双层结构■◆◆★★,因为电磁力的影响,上下两层角度有一定交错,当它们继续生长,就形成了12瓣雪花。

  雪衣藻非常小★◆■◆■■,一茶匙融化的雪,可能包含超过一百万个雪藻细胞。由此可以解释南极科考站的红雪奇观,当时恰好处于南极的夏季◆◆,科考站内曾记录下18.3°C 的历史高温。这些已不知沉睡多久的雪衣藻被暖意唤醒★◆◆,迅速蔓延◆◆■★,形成了■■◆“西瓜雪★◆★■◆★”凯发668k8娱乐场。

  发表在《植物科学前沿》上的研究也指出,藻类是★■★■★“所有生态系统的基础”。不断蔓延的生物红色、绿色、灰色或黄调,来自雪藻用来保护自己免受紫外线伤害的色素和其他分子。

  -15℃左右是6瓣雪花形成的主要环境,在-5℃左右则会出现针形雪花以及六边形雪花。

  1818年5月,4艘科考船从英国出发,寻找西北航道■★◆★◆,并绘制北美北极海岸线。恶劣的天气使他们决定返航★■★■★◆,当绕过格陵兰岛西北海岸的约克角时,约翰·罗斯船长注意到深红色的积雪像血一样在悬崖上“流★◆■★◆◆”过★★。探险队员将样品带回英国,红雪的秘密才被慢慢解开。

  可能有人会问■◆■★,雪花都有可能出现几瓣呢★★◆◆?目前发现的雪花中■◆,有左右对称的2瓣和4瓣,辐射对称的3瓣、6瓣■◆、12瓣■■、18瓣等,它们或是双数★★,或与6相关,这是因为用于搭建雪花的“砖瓦”——水分子拥有统一的“形态■◆■★■◆”,它们聚集而成的晶体也具有类似形态,用通俗的话说,就是万变不离其宗◆■★。

  雪花的形态千变万化,在显微镜下★◆◆■■■,雪花更神奇之处★■◆,在于其内部的纹路和结构◆◆★◆◆★。同心纹路、辐射纹路、可爱的小气泡凯发668k8娱乐场、花边结构、冻滴★★、卷边……各种特征,让每一片雪花都变得如此不同。

  更严重的是◆★◆◆■■,冰雪融化后,岩石表面的反照率会进一步降低,从而吸收更多能量★★■■◆◆,导致冰雪融化进一步加剧,藻类继续暴发式繁殖,导致恶性循环。

  像水果和蔬菜一样,这些藻类体内的类胡萝卜素,可以吸收紫外线,从而保护藻类免受积雪环境中强烈的紫外线辐射。就像人体吸收β-胡萝卜素■◆,会帮助我们吸收紫外线,从而保护视网膜。

  雪花不会在一个固定的环境中形成,随着雪花上下翻飞★◆■■◆,生长环境不断发生变化,它也会随之变了模样。

  雪衣藻在冬季积雪下处于休眠状态,当夏天到来温度合适时,开始萌发,迅速生长开花,温度越高生长越快,释放出大量细小的红色细胞,这些细胞带有两个鞭状鞭毛,具有一定的游动能力■★◆■◆■,在积雪里大量存在◆◆★■★。

  南极洲生物多样性主要依赖极寒气候的动态平衡,但是,不断升高的气温,让外来物种容易入侵并“落地生根”,严重威胁着南极本地生物的生存。

  “西瓜雪■★◆”显然为人类敲响了警钟。一项发表在《冰冻圈》上的研究估计,由于全球碳排放的破坏性影响◆■◆,到2050年◆★◆,阿尔卑斯山上4000座冰川中一半冰将消失。到2100年★■★,阿尔卑斯山三分之二的冰川都将融化。《自然·地球科学》对阿拉斯加的一项分析表明■★■★,包括藻类在内的微生物群落,在其所在地融雪中的贡献比例超过了六分之一。

  研究环境和气候的科学家非常关注极地雪藻的踪影,因为它很像“多米诺骨牌■★■★”:雪藻的出现★■◆★■,并非仅仅是温度升高、冰雪消融的标志,它们的存在,还会使冰雪消融进一步加剧★■★■。因为红色会在雪地中吸收更多热量,导致周围的雪融化更快■★◆◆■,从而进一步加速藻类的繁殖。

  其实,早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就在《自然诸短篇》中记录过这一景象。数千年来◆◆■◆,■◆◆■“西瓜雪”一直困扰着登山者★★■、探险家,一些人推测它是由矿物沉积或从岩石中浸出的氧化产物造成的。

  不同湿度则会影响雪花的具体形状,比如同在-15℃环境中,湿度较低的时候,会形成宽瓣6瓣雪花;而在湿度较高时★■,会形成细6瓣雪花,如果湿度更大,水汽更充沛,就会形成拥有复杂分支的大雪花■★。

  也就是说,虽然雪衣藻本身并没有危害,但是,大面积“红雪■★”■◆“绿雪”出现,将会加剧气候变化,威胁到生态系统。

  2020年5月◆◆★◆★★,英国剑桥大学的一个研究小组利用遥感图像◆◆◆■◆,制作了南极半岛雪藻群落分布图,并标注了不同群落雪藻细胞的不同特性。

  雪花的形态,主要依赖于生长环境的温度和湿度,比如在极冷的环境中■■★◆■,容易形成六棱柱状的雪花,往往被人们叫做钻石尘◆★■★■★;

  正值大雪节气◆■,天渐寒,雪渐盛,冬日的专属浪漫拉开序幕■■。一提起雪,很多人的第一印象就是“白雪皑皑■■◆★”,但你知道吗?地球上其实还有“粉雪★◆”“红雪★★■◆”★★“绿雪■★◆■”,如此奇景是怎么形成的◆■?它们频频在极地和冰川现身,又意味着什么?

  上海海洋大学海洋科学学院教授朱国平表示■◆■★◆,这一点是需要谨慎关注的◆★◆■★★:■◆■“西瓜雪导致冰雪反射太阳光的能力减弱,会使局部冰雪融化的速度加快◆◆★■■■。如果这种现象比较频繁地出现,就需要警惕,判断是否因为旅游等人类活动、气候变化等对当地造成了破坏★■◆★■。”

  2021年2月★◆■,一组拍自南极科考站——沃纳德斯基站附近的照片引发关注:原来白雪皑皑的南极地区,竟然像是流淌过果子露和干红葡萄酒,满地都是红色。其实,这不是南极第一次出现红色积雪。2020年2月,南极乌克兰科考站也曾出现“红雪”奇观。

  李白在诗中曾描述,■◆◆★“燕山雪花大如席◆■,片片吹落轩辕台”。这如同席子般的雪■★,其实并非雪花◆■★,而是雪片。一团雪片由少则几枚、多则上百枚的雪花组成,俗称为“鹅毛雪■◆”。

  研究结果表明,南极新雪对阳光的反照率可达到90%■■■★,而红色雪藻可以使积雪表面的反照率下降到约60%,绿色雪藻甚至可以使积雪表面的反照率下降到45%。

  人们总说★■◆■★,雪花是六出飞花★■◆★◆■,6瓣是雪花统一的特征■■。实际上★◆■★◆,不是6瓣的雪花种类也不少。

  因此,雪衣藻的大量暴发◆■◆■★★,可以降低积雪反照率,从而导致被雪藻覆盖的区域冰雪加速融化★★◆■◆■。

  好像土地和冰雪在流血的“红雪”◆★★★◆■,更广为人知的名字叫“西瓜雪”,有好奇的科学家曾提取样本研究,这些红彤彤的雪★◆■★,不光看起来像西瓜红,闻起来也★■◆★“散发着西瓜的气味”。

  ★■◆“雪衣藻”是一种单细胞植物,也有人把它叫做◆◆“极地雪藻”◆■★■◆★,它的细胞呈球形★◆◆★■,直径约为30微米,大概为头发直径的1/3~1/2。这种单细胞生物虽然看起来是红色的◆★◆■■★,但其实属于绿藻科的成员,除叶绿素外,体内有类胡萝卜素◆◆◆,从而整体呈现出红色◆★◆。

  如果一个雪花小时候在低温或干燥环境下生长★■,就会长成棱柱形★◆★★,如果它再到相对高温的地方“旅游”一番,就会形成“线轴◆■◆★■■”的形状。

  粉色、红色,一直都是浪漫、热情的象征,几乎所有人都不会把它们与冰雪联系在一起。不过,大千世界无奇不有。2023年6月,美国犹他州山区的大片积雪竟变成了浪漫的粉红色;2020年7月◆■★★◆■,意大利北部的阿尔卑斯山冰川也突然出现粉红色积雪,引来不少游客围观,但科学家却表示■◆■★★,出现粉红雪的地方一定要小心,它预示着被雪覆盖的冰川可能会加速融化。

  同样■◆★,阿尔卑斯山脉等雪山、冰川之所以呈现出红色,也是雪衣藻的“功劳◆★★◆”。工业化革命以来,全球温度显著上升★◆★■,原本沉睡的大面积雪藻有生长势头越来越旺的趋势。

  中国科学院微生物研究所研究员刘志恒介绍◆★◆◆,白雪之所以变成西瓜红,其实是被一种名为“雪衣藻”的藻类■◆◆■★“染红”的。这种藻类耐寒性极强,在极地沿海及全球各地的雪原或山顶上出现。

  比如一个本来是六边形的雪花,来到一个湿度高、温度高的环境,就在原基础上长出细树枝般的结构;若是再来到一个湿度较低的环境,就会在每个分支顶端再长出一个六边形的装饰物,这样一枚复杂的雪花才真正完成。

  因此★★★,“西瓜雪”其实是一个气候状况的指标,其出现越来越频繁,范围越来越广,是地球整体生态系统深刻调整的标志■■。

  这些雪花形态呈细六瓣,有时还有复杂的分支,每一个花瓣看起来如同树枝,使得这些雪花能够相互勾连,粘连在一起◆■■★。“鹅毛雪”的形成对环境要求颇高,一般来说,在温度湿度都较高时容易出现。

  初生的雪衣藻呈绿色,为了抵御白雪反射的强烈紫外线◆◆■◆,雪藻会产生类胡萝卜素等物质,使得生长过程中呈现出从绿色到红色的变化,这也就是我们看到的“绿雪★■★■◆”和“红雪”的原因。

  今年1月,科技部发布的《全球生态环境遥感监测2023年度报告》显示★■◆,南北极海冰与青藏高原积雪的整体规模出现明显萎缩, 2001年至2020年间■★★■,南极冰盖◆■◆★★◆、格陵兰冰盖和青藏高原冰川物质损失量分别为26390亿吨、47390亿吨和3060亿吨,冰川物质亏损均与全球变暖有关。

  如果下雪时仔细观察,便会觉出每场雪的模样并不一样■★◆★◆◆。有时是鹅毛般的“雪团”,有时是细雪纷飞,还有时是雪如粉尘……

  事实上★★◆◆◆■,雪衣藻的大量繁殖、冰川融化■■◆★,都与全球变暖有着密切关系。有数据显示,南极的气温每十年就会以0.6℃的速度上升,南极气候变暖的速度是全球的三倍以上。