1998年,人们在海底安装了夏威夷2号监测站,它是一个地震仪,由一组水下测音器连在一条报废了的海底电缆线上。使用这种仪器,地球物理学家莱特·巴特勒监听到一次里氏6.1级的海底地震。这次地震发生在距太平洋西北沿岸2000公里的海域之下,它发出的巨大隆隆声令科学家们非常惊讶,因为那似乎是一种从未出现过的声波。科学家分析说,种种迹象表明,这种声波来自海底流动着的沉积物界面,它为科学家通过声音探测海底物质形态提供了一种新的参照依据。
今天,科学家们又研制出了更加轻便灵活的水下测音器,并把监测的范围扩展到了大西洋。在那里,他们第一次记录到由中大西洋山脊火山活动发出的声音,在这片地区,岩浆正在上升,海底正在慢慢扩展。
海下传感器
从大量的地震监测和钻探活动中,海洋地质学家们已经知道海底的下面存在着大量的地下海水,它们流动着,将热量带到海床的上面。科学家希望知道这些地下海水的活动究竟是怎样的,其移动的速度有多快。于是他们在海底钻了一些孔。然后将一些传感器放于孔中,通过这些传感器,科学家可以持续地获得有关海洋地下水压力和温度方面的资料。
这个海底地下监测系统被命名为CORKS,自1991年正式启用以来,它为人们提供了大量海底地层的信息。地球物理学家伊尔·戴维斯说:“现在我们知道,在大洋底部以下的确流动着大量的海水。”监测表明,这些海水可以在地下穿行好几公里。令人惊讶的是,这些安放在海底的传感器还记录下了发生在海面上的运动,如潮汐等。戴维斯认为,海平面乃至大气压力的升降会影响海底以下的状态,甚至可以导致它的形状发生改变。
海底以下是否存在生命也是一个令科学家备感兴趣的问题。几年前,科学家们在秘鲁附近海域进行了一次雄心勃勃的探索活动,他们在150米至5300米的水下进行钻探,结果竟在海底以下420米的地层里找到了微生物。科学家认为海底以下存在着大量的微生物,它们的数量可能占地球微生物总数量的三分之二,由此人们意识到类似的生命形式很可能也存在于其他行星和卫星的海洋下面。
飞机逃生的“超级武器”
乘坐飞机旅行,可能是我们目前最为快捷的交通方式了,但由此而造成的一系列空难事故却也触目惊心。
2005年8月14日,塞浦路斯某航空公司一架波音737客机,在雅典附近的荒山上坠毁,机上115名乘客和6名机组人员全部遇难;祸不单行,在随后的第2天,哥伦比亚一架麦道82客机也在委内瑞拉境内坠毁,机上160人全部遇难,在2005年8月还发生过大大小小好几起航空灾难,就好像在这个月,全球航空业进入了一个灾难期。
航空事故如此频繁,使人们对乘飞机旅行产生了极大恐惧,航空安全也再次成为一个需要认真对待的严峻问题,随着科技的不断发展,该如何提高飞机的安全性呢?
给飞机“背上”降落伞
人们遭遇空难时,降落伞可是一件逃生的工具。但是,在很多客机上是不会配备有降落伞的,因为降落伞的使用是需要专业培训的,但绝大多数乘客可能都不会使用,而如果有一个超级大的降落伞,能在紧要关头把整个飞机都带起来,这样是不是种解决问题的办法呢?
目前,美国航空航天局已经与飞机紧急降落伞系统公司合作,打算在30年后制造出一种特殊的、可用于小型飞机的“紧急降落伞系统”。当飞机失去控制时,机长可以马上打开降落伞,令飞机安全降落到地面,毫无疑问,那样空难事故会减少很多。
在实验中,科学家们把这种降落伞系统装置安装在一架小型飞机第二排座位的后面,它的强力绳索分别系住飞机的机翼、机身和机尾,降落伞可在1秒钟之内迅速张开。
加拿大科学家在一架无人驾驶的小型飞机上,模拟了一段飞机失事时紧急降落装置的效果:在一个狂风暴雨的夜晚,一架小型客机突然失控,眼看就要撞到大山上去,就在这紧急关头,驾驶员果断地使用了紧急降落伞系统,一个巨大的降落伞在飞机尾部打开了,小飞机在降落伞的“帮助”下终于慢悠悠地安全降落在山前一块平地上,飞机里的橡胶假人一点损伤都没有。
但目前这种“最先进的降落伞”只能负荷大约1800千克的重量,帮助一架只有900千克重量的小型飞机并不困难,但航空专家对这种降落伞能否用于大型客机还表示怀疑,因为大型飞机除了重量大之外,其速度也比小型飞机快多了。因此,研究人员的首要任务,就是发明出更为坚固耐用的降落伞,以适用于更大型、速度更快的飞机。
未来用在飞机上的降落伞这不是恐怖爆炸
就在前不久,加拿大政府批准了一款新型喷气式飞机的设计专利。该方案中有一个非常令人感兴趣的设计,就是将客机、货机的最里层,改装成数个前后相通的密封舱,并在各密封舱结合部位的夹层中安装一种小型爆破装置,这可不是什么恐怖分子的劫机炸弹,而是一种为保障乘客安全设计的最新装置。
当飞机在空中遇到紧急情况时,飞行员只需按下一个控制按钮,这个装置就会发生小爆炸,使载有乘客和机组人员的密封舱完整地与机身分离开来。这些分离开的每一部分都配备有降落伞、震动缓冲器、膨胀筏和推进喷射装置,这些设备将引导密封舱缓慢落向地面,从而保障机上乘客的生命安全。
不过,这种“刺激”的装置我们现在还看不到,估计要到30年后去了。
人类只有在面对死亡的时候,才会感到自己的渺小,生命的脆弱。虽然有些意外的发生是人们无法预知的,但是防止发生意外却是可以做到的,希望以后这种意外尽量少些,最好不要发生!
宇航员都是“superman”
一想到“超人”,我们眼前就会浮现出这样的画面:红色的披风配上蓝色的紧身衣裤,“超人”飞翔在蓝天中为世界和平努力奋斗着……这套衣服是“超人”最显着的标志,就连我们未来宇航员的衣服都要向它看齐了。
一提到宇航员,我们就会想到那是一个带着透明大头盔,穿着厚重宇航服,在月球上缓慢行走的人……不过,现在科学家正在试图改变宇航员的这种形象。30年后,我们在电视上看到的宇航员,将身着一种类似紧身衣的轻薄高科技防护服,而且这种太空服还能根据周围环境的不同来改变颜色。
有点像“超人”紧身服
美国研究人员目前正在研发一套“生物服装系统”。在这种类似于“人类第二层皮肤”的衣服,表面上喷有一层可被有机生物分解的涂层,该涂层能够在布满灰尘的行星环境中保护宇航员。而且在这种所谓的“第二层皮肤”中,还能嵌入由电力驱动的人工肌肉纤维,以此增强宇航员的力量和耐力。这样的话,宇航员就能轻而易举地完成许多现在靠机器才能完成的吊装工作。
此外,“生物服装系统”中还能内置有通信设备,生物传感器、电脑以及用于太空漫步等舱外活动的攀登工具等。
对于这种设计,科学家给出了一种新型的设计理念:“我们去月球和火星,并不是为了呆在太空舱里,进行舱外活动才是我们的主要目的。我们需要给宇航服瘦身,让它变得就像是人身上的第二层皮肤一样,从而让宇航员行动自如。”
灵活性和重量小是关键
“生物服装系统”和传统的宇航服一样,也是由一套宇航服和一个增压头盔两部分组成,但头盔和衣服的结构却和现在的又大不相同。
宇航员穿上量身定制的、具有弹性的“生物服装”后,还会再套上一件“硬壳”背心。背心上装有一个便携式生命支持系统,给身体提供气体反压力。气压能够自由流入头盔,以及通过置于“生物服装”的气管进入手套和靴子内部。
未来宇航示意图今天臃肿的宇航服对宇航员的活动限制很大,此外,宇航服的重量也是限制宇航员活动的重要因素。“虽然在重力较小的环境中,那些限制不能算是大的障碍。但是对于一套先进的、用于月球和火星的探索宇航服来说,灵活性和重量小是极为重要的。”
从事这一项目研究的科学家们认为,把研究成果转化成能够实际运用的宇航服,关键在于一些技术进展。而制作“生物服装系统”所需的开放式泡沫材料、记忆合金等智能材料以及电子编织技术在过去几年里都获得迅速发展。
让二氧化碳自动转为氧气
现在的宇航员如果要出太空舱,在太空里行走作业,要么背上一个重重的氧气瓶,要么通过一条呼吸导管与太空舱相连,由太空舱向宇航员提供所需的氧气。这样一来,宇航员的行动就受到了很大的制约;舱外作业也充满了各种危险,万一呼吸管道裂开一个小小的口子,宇航员的生命就会处在极度危险之中了。
科学家们最终希望,让宇航员与宇航服之间,能够实现像人与地球植物那样的共生交互作用——宇航员呼出的二氧化碳和水蒸气,在宇航服内能被容易地重新转化成为可呼吸的氧气。
到那时,宇航员们才能真正发挥他们全部的神奇本领,在广阔无垠的宇宙里为科学探索努力工作。
即将毁灭的“海上长城”
在海底世界,由珊瑚组成的珊瑚礁向来就享有“海洋中的热带雨林”和“海上长城”的美誉,它被认为是地球上最古老、最多姿多彩,也是最珍贵的生态系统之一。在长达2.5亿年的历史长河中,无论是狂风暴雨火山爆发还是海平面的升降都没有能让珊瑚礁灭绝。但是由于人类近数十年对海洋资源的过度开发、污染,以及对海洋鱼类的滥捕滥杀和对珊瑚礁的掠夺性开采,却使珊瑚礁出现了前所未有的生存危机。科学家大胆预言,如果再这样继续下去,珊瑚礁在未来50年内将会全部灭绝。
可怕的酸化效应
目前,全球20%的珊瑚礁已经遭到无法挽回的严重破坏,另外50%的珊瑚礁也接近崩溃的边缘。如果还不赶快采取行动的话,全球变暖产生的酸化效应,将导致全球珊瑚礁最终死亡。
那么究竟什么叫酸化效应呢?由于大气中二氧化碳量的升高,导致气候的变化而使海水温度变暖,加速了海水中的二氧化碳变成碳酸这一化学过程,使得海水中的酸度增加,这就是酸化效应。如果海水中的酸度太高会产生很多副作用,珊瑚的死亡就是一个鲜明的例子。
“这是全球发展的十万年甚至百万年以来,从未见过的急剧转变,迫切需要进行更多研究。”这是一位科学家的发言。例如,发生在1998年,波及全球16%的大面积珊瑚礁被漂白事件,在未来50年里会时常发生。在未来35至70年内,二氧化碳的排放量可能会达到目前的两倍。
珊瑚构成了海洋生态重要的一环环环相扣的生物链
历史上的人类活动也导致了珊瑚礁不同程度的衰亡。科学家们发现,过度捕鱼是造成珊瑚礁生态系统衰亡的主要原因。一组科学家分别研究了太平洋、大西洋等地方的14个珊瑚礁生存的区域。结果发现,全球气温变暖导致海水温度升高引起的这些变化,只不过加剧珊瑚礁衰亡的一个因素,其实早在这之前它们就已经开始大量减少了。
加勒比海巴哈马群岛上的居民很早以前就大量捕杀绿海龟,当1492年第一批殖民者的船队来到巴哈马的时候,绿海龟的数量已经变得很少了。而绿海龟数量的变化会影响到这个生态系统中更“底层”的珊瑚礁。
这就好像生物链一样,是环环相扣的。首先是大型的草食和肉食类动物被人类捕食,接着是较小的鱼类,最后是海草和珊瑚礁上的珊瑚。
可怕的自然灾害
森林大火,海啸等自然灾害也同样会给珊瑚礁造成重大打击。1997年的下半年,太平洋某小岛上发生了一场规模空前的森林大火。这场火灾持续了几个月,大火释放出的烟尘让整个东南亚地区都受到了影响。“城门失火,殃及池鱼”,这场火灾导致附近数百平方千米的珊瑚礁出现了大面积死亡。
科学家们发现,这场热带雨林里的大火不仅释放出了大量的二氧化碳,还释放出了藻类喜爱的美味——大约1.1万吨的铁以及其他营养物质。大火把植物体内和土壤中的营养物质以烟尘的形式释放到了大气中,它们会把周围的环境变得营养丰富,这些营养物质又能产生足以杀死数百平方千米范围内珊瑚礁和鱼类的赤潮。
而令科学家更担心的,是全球气温变暖和不断增长的人口,将会导致森林火灾发生次数增加。将来的火灾可能会再次伤害到珊瑚礁,事实上这种威胁不仅会伤害珊瑚礁,也会伤害任何沿海的生态系统。科学家还发现,虽然珊瑚礁可以有效地减缓海啸对陆地的破坏力,但是,珊瑚礁也可能在海啸中受到重创,这进一步加剧了它的生存危机。
当海啸发生时,珊瑚礁在巨浪的强力冲击下,一部分外层结构被摧毁并冲走,而在珊瑚礁周围维持脆弱生态系统的海洋生物,也将被刮至海洋深处,或者是由于被重重撞在礁石或海床上死亡。而且海啸过后,海水里一片浑浊,这将防碍阳光照射到珊瑚礁周围的海洋生物上,这些生物需要阳光才能生长。
帮帮珊瑚礁
对于科学家而言,解除珊瑚礁面临的危机比发现这些危机更加困难。即便人们能够立即制止本身的一些生理性疾病和白化现象,珊瑚礁仍然处于一种长期的危机中。“如果我们能够退回以前,去实施强有力的管理,那么我们可以恢复珊瑚礁的生态系统。但是这取决于政府意愿、资金和其他很多难以预料的影响。”