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自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算

自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算 真实存在的巨型海怪!北欧神话中的“北海巨妖”,未知海域的霸主!

海怪,一直是人们茶(chá)余饭(fàn)后最(zuì)热(rè)衷的谈资,也是大家(jiā)对深海探索最大(dà)的恐惧。

在挪威的大海中,和三文鱼一样被(bèi)广为人(rén)知的(de)生物叫“克拉肯”,这个(gè)家(jiā)喻户(hù)晓(xiǎo)的挪(nuó)威(wēi)海(hǎi)怪还有另(lìng)外(wài)一个名字(zì)“北海巨妖”。

它(tā)被(bèi)认为(wèi)是最(zuì)有可能存在的(de)神话物种,虽然没有人真(zhēn)正见过(guò)它(tā)的样(yàng)子,但(dàn)是在(zài)众(zhòng)多小说(shuō)和(hé)影视作品的渲染之下,这个(gè)北欧神(shén)话中的明星(xīng)海怪早就已经红出圈了。

根据神(shén)话记载,“北海巨妖”居(jū)住在挪威和格(gé)陵兰岛附近,它的背部周(zhōu)长1500米(mǐ),比一座小岛还要大,可(kě)以轻易地使用它(tā)的触手(shǒu)将巨大的船(chuán)只完全拖入(rù)海底(dǐ),甚至还有军舰遭遇海外袭(xí)击沉入海底的传说。

那么这究(jiū)竟(jìng)是一种什么样的(de)恐(kǒng)怖(bù)力量呢?阿基米德已(yǐ)经给(gěi)了我们答案,浸没在流体(tǐ)中的物体上(shàng)的(de)浮力,相当于物体(tǐ)排开(kāi)流体的重量,所(suǒ)以(yǐ)只需要用(yòng)船舶(bó)的总吨位乘(chéng)以海水的密度和重(zhòng)力(lì),然(rán)后(hòu)减去船的(de)重量,就可(kě)以知道(dào)还要将一艘(sōu)普(pǔ)通大小的舰(jiàn)船完全(quán)拖(tuō)到水下至少需要(yào)400吨的力(lì)量。这对海怪的肌肉力量要(yào)求,超出了人(rén)类的认知范围(wéi)。

随着现代生物(wù)学的(de)发展,过于荒诞夸(kuā)张(zhāng)的海怪传(chuán)说(shuō)也(yě)逐(zhú)渐消失。由于从来没有发现过北(běi)海巨妖(yāo)的尸(shī)骨(gǔ)残骸,所以人们猜测它没有脊(jí)椎和骨骼。因此挪(nuó)威海怪的原型被认为是一种巨(jù)大的头足类深海海洋(yáng)生物。

随着人类对海洋的不断探索和研究,发现(xiàn)在黑暗(àn)冰冷(lěng)的深海当中,海洋(yáng)生物(wù)已经进化(huà)得相当怪异,甚至恐怖(bù),而且(qiě)非常(cháng)地(dì)巨大。巨型的日本(běn)蜘蛛蟹、大红水母(mǔ)、鲱王黄带鱼、大王乌贼、格陵兰鲨鱼,以及巨(jù)型的等足类(lèi)动物等等。

这些巨型深海生物和它们潜(qián)水区的(de)近亲相(xiāng)比,就好像得了巨(jù)人一样。其(qí)实(shí)在寒(hán)冷黑暗的极端压力环境的(de)深海,海洋生(shēng)物进化(huà)出巨大的体态几乎是必然(rán)的,那么其背后的生物学原因(yīn)到底是什么?挪威海(hǎi)怪的原型又是(shì)谁呢?

海洋占据着地球71%的表面积,但是(shì)人类(lèi)对(duì)海洋的探索(suǒ)却不到5%,在超过13.5亿立(lì)方(fāng)千米的海水深(shēn)处(chù),星罗密布地埋葬着人类文明的遗(yí)迹,以及太多未知的神秘(mì)生(shēng)物。

200米深(shēn)度(dù)以(yǐ)上的海洋叫(jiào)做海洋上层,在这里阳光可(kě)以明(míng)显地直(zhí)射下来,是海洋(yáng)中唯一存在(zài)光合作用(yòng)的区域(yù)。浮游生物和绝(jué)大部分的海洋生物在这(zhè)里(lǐ)营造出了一片丰富多彩且欣欣向荣的海底世界。

当深度超过200米(mǐ),就到了海洋中层(céng),海水的(de)温(wēn)度、盐度和密度(dù)在(zài)这里发生了急剧(jù)的变(biàn)化(huà),阳光变得越来越微弱。到达1000米以下的深海层,我们(men)会发现海洋生物(wù)已经开始进化出了照明设备。

我们唯一能看到的光亮来自鱿鱼的皮肤或者是琵琶鱼诱饵器(qì)官(guān)所发出的生物光。

从(cóng)海平面以下400米开始,海洋中的食物就变得(dé)非(fēi)常稀缺了(le),随着(zhe)阳光的(de)逐(zhú)渐减弱,光合作(zuò)用的藻类和浮(fú)游生物彻(chè)底消(xiāo)失(shī)了,作为食物链(liàn)中(zhōng)的关键(jiàn)部分,这直接(jiē)导(dǎo)致(zhì)了深海动(dòng)物们的生活变得更加艰难。

多数的海(hǎi)洋(yáng)生(shēng)物只能依(yī)靠浅水(shuǐ)区倾泻下来的有机物碎(suì)屑进行生存,这种像(xiàng)雪花一样飘落(luò)的(de)沉积(jī)现(xiàn)象叫(jiào)做“海(hǎi)洋(yáng)雪”,主(zhǔ)要由死亡的(de)浮游生(shēng)物,上层生物的粪便颗粒以及(jí)一些腐烂的尸体(tǐ)碎(suì)片构成。

有很多的海(hǎi)洋生物是完全依赖“海(hǎi)洋雪”所生存的(de),所(suǒ)以海洋雪是深海和底部(bù)生态系统的(de)基础(chǔ),但是(shì)它们不足以支持大量的生命物质,食物网的(de)紧张(zhāng)导致(zhì)了(le)深(shēn)海中(zhōng)的(de)生物数(shù)量稀少,同时也让(ràng)深海(hǎi)生物的捕食(shí)压力大(dà)大增加,许多不吃“海洋雪(xuě)”的生物,就只能(néng)以吃(chī)“海(hǎi)洋雪”为食的动物。

所以在这个区域,任何的鱼(yú)类、甲壳类(lèi)或者是头(tóu)足类(lèi)的动(dòng)物都是更大(dà)型(xíng)捕食(shí)者的目标(biāo)。为了摆脱这样的困境(jìng),所有的生物都(dōu)在努力地进化,让自己从猎(liè)物转变为(wèi)“顶级捕食者”。

比(bǐ)如被人(rén)们认为是(shì)最(zuì)接近(jìn)挪(nuó)威(wēi)海怪原型的重点嫌(xián)疑犯---深海巨(jù)鱿。说(shuō)到巨(jù)型鱿鱼,我们最先想到(dào)的就是传说中的(de)“大王乌贼”。

大王乌贼是大王鱿科,大王鱿属的头足(zú)类软体动(dòng)物,因此(cǐ)准确(què)来讲应该叫“大(dà)王(wáng)鱿”,它们实际上并(bìng)不是乌贼。巨型的鱿鱼大多(duō)栖息在绝对黑(hēi)暗的(de)深(shēn)海当中,一直以来都是谜一(yī)般(bān)的存在。

在21世纪之前,我们对巨型鱿鱼的了解主要是来自被冲(chōng)上岸边的标本。直到2004年,人类才(cái)在1000米的深海中,拍到了(le)第(dì)一张巨(jù)型鱿鱼(yú)的(de)照片(piàn),有史以来发现的大王鱿最(zuì)大的个体长达13米,就好像一辆公(gōng)交车在深海中航行。与大多(duō)长度不超过60米的(de)鱿鱼相(xiāng)比,大王(wáng)鱿的体重能够(gòu)达(dá)到275公斤。科学家们认为,由于拥(yōng)有如此(cǐ)巨大的体型,它们(men)的(de)上面(miàn)几(jǐ)乎(hū)没(méi)有(yǒu)捕食者。

大王鱿拥(yōng)有两条极长的触腕(wàn),能够(gòu)达(dá)到其他腕长的2.5倍(bèi)到4倍。触腕长有4个吸盘,可以轻易且舒适地捕食(shí)深海中的其他鱼类,但(dàn)大王鱿(yóu)并(bìng)不是(shì)深海鱿(yóu)鱼(yú)中最大(dà)的一种,目前人(rén)类所发现的最大深海鱿鱼是大王酸浆鱿,这种生活在(zài)南极海域的巨(jù)型鱿(yóu)鱼身长大约10米,虽(suī)然(rán)没有大王(wáng)鱿长,但是体(tǐ)重能达(dá)到大王鱿的(de)2倍,它们是世(shì)界(jiè)上最大(dà)的无脊椎动物(wù),更(gèng)是一种具(jù)有侵略性的(de)顶级捕食者,尽(jǐn)管它们无法(fǎ)击沉军舰,但是却可(kě)以轻而易举(jǔ)地颠覆帆船或者是(shì)小(xiǎo)型的渔船。

因此,大王酸浆(jiāng)鱿被认(rèn)为是最接近(jìn)挪威(wēi)海怪原(yuán)型的物种。而深海能够如此巨大的另(lìng)一个原因,让我们对(duì)海底的巨兽有(yǒu)了新(xīn)的认知,我们都(dōu)知道,越大(dà)的生物体吃得(dé)也(yě)就越多,但(dàn)是克莱伯定律告诉我们,生物(wù)体(tǐ)的新陈代(dài)谢和身体大(dà)小之间并不是一(yī)个(gè)线性的(de)关系。比如一个200斤的胖子(zi)所燃(rán)烧的(de)卡路里,绝不会是一个(gè)100斤(jīn)美女的两倍(bèi);一(yī)匹比老鼠重1000倍的马,也不需要多出(chū)1000倍的能量(liàng)才能够驰骋草原。

它们之间其(qí)实(shí)有一个非(fēi)常漂亮的数学(xué)关系,克(kè)莱伯定律(lǜ)的适用范围(wéi)非常广。从地(dì)球上最大的生物蓝鲸到极小的线(xiàn)粒体都遵循着(zhe)克莱伯定律。而(ér)巨大的深海鱿鱼将克莱波定律提升到了一(yī)个新的水平。

研究发现(xiàn),巨型鱿(yóu)鱼的新陈代谢率非常低,一条(tiáo)5KG的成年(nián)鱼类可以让(ràng)一条500公斤的鱿鱼(yú)吃(chī)上半年,因为它们每天只需要燃烧45卡路里(lǐ)的能量,这相(xiāng)当于(yú)一(yī)个成年人慢跑1.98公里(lǐ)。巨型由于每天(tiān)只需(xū)要0.03公斤的(de)食物(wù)就(jiù)可以维持生命,这(zhè)个能量需(xū)求比其他同级别(bié)掠食(shí)者要(yào)低上600倍,这(zhè)也意味着它们的生活(huó)是慢节奏的,不会像大(dà)白鲨那样狂野地追逐(zhú)猎物(wù)。守株(zhū)待兔是(shì)巨型鱿(yóu)鱼的生存之道。

大王酸浆(jiāng)鱿(yóu)还拥有动(dòng)物界中最大的(de)眼睛(jīng),宽度能够达到30厘(lí)米。它们的眼睛长有(yǒu)发光器,能够自己产(chǎn)生光芒,也能(néng)够觉察到其他生物所发(fā)出的微光,但是它们(men)大眼睛的主要作用(yòng)是用于对付自己的天敌(dí)抹香(xiāng)鲸。深海中的生物身体巨大的另一个原因很可能(néng)是深而寒冷(lěng)的(de)水。

伯格曼法则(zé)认为,在恒温动(dòng)物当中,即使是同种动物,生(shēng)活在寒冷地方的个体,其体积、体重一(yī)般较生活在温暖地方的个体都会大一(yī)些(xiē)。但是很明显,某些变温动(dòng)物也遵(zūn)循这个法则。所以,我们会在极地(dì)区域的海(hǎi)洋(yáng)当中看到超出(chū)常规的(de)巨大海(hǎi)绵、蠕虫(chóng),甚至是(shì)巨(jù)大的单细胞生(shēng)物。其中最有趣的(de)是北冰洋中最大的鱼类---格陵兰鲨。

成年的(de)格陵兰鲨(shā)体长7米(mǐ),体重可达(dá)1400公斤(jīn),生活(huó)在2000米以下的(de)极地深海当(dāng)中。是唯一能(néng)够全年(nián)抵御北(běi)极寒冷水域的鲨鱼(yú)。格陵兰鲨同样有(yǒu)着极(jí)低的(de)新陈代谢(xiè),捕食(shí)的方(fāng)式也和(hé)巨型鱿鱼相似,它们善于采(cǎi)取以静制(zhì)动的方式,坐(zuò)等食物自(zì)己上门,如果没有(yǒu)活的,它(tā)们也会吃掉能够(gòu)找到(dào)的任何动(dòng)物尸(shī)体。

格陵(líng)兰鲨还是(shì)世界上最长寿的脊椎动物,在它们的(de)眼睛里(lǐ)有(yǒu)一些(xiē)蛋白质,在它们出生之前(qián)就已经(jīng)形成了(le),这(zhè)些蛋白质不(bù)会随着年龄(líng)的增加而降解。所以科(kē)学家通(tōng)过(guò)对其进(jìn)行碳定(dìng)年法,估计它们的平均寿命至少(shǎo)为272岁。一些心情舒(shū)畅、心情安逸(yì)的格陵兰鲨甚至(zhì)可能会超过500岁。

我们刚才所聊的这些海(hǎi)洋生物都是在4000米以上的海水区(qū)域,而(ér)当我(wǒ)们穿过(guò)深海层(céng)潜(qián)入到更深的海(hǎi)底时,一些极端的(de)深海巨人症的案例(lì)再(zài)一次刷新了我们对海洋(yáng)的认知。

在海(hǎi)平面以下4000到6000米的区域叫做深渊层,是海洋中(zhōng)最(zuì)宽(kuān)广的地(dì)带,总面积超(chāo)过3亿平方公里,占地球表(biǎo)面积的(de)60%。6000米以下的深(shēn)海是超深(shēn)渊层,也叫哈达(dá)尔区域(yù),它一般存在于(yú)狭自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算长的V型海底(dǐ)峡(xiá)谷深处。地球上目前已(yǐ)经确定的哈达(dá)尔栖息(xī)地46个,最深的(de)一处是形成于6000万年前的马里亚(yà)纳海沟。哈达尔(ěr)区(qū)域处在绝对(duì)的黑暗当中,水温在1到4摄(shè)氏度之(zhī)间,压力是地面上的(de)1100倍以(yǐ)上。

在这里,海洋(yáng)生命的(de)基(jī)础“海洋雪(xuě)”几乎不会(huì)再流淌下来,理论上不会有生命出现在这样的(de)极端环境当(dāng)中。但是,当人类(lèi)到达这里时(shí),发现很多(duō)的片脚类生物在海底爬行,而且体(tǐ)型(xíng)巨大。潜水中(zhōng)的端足类生物长度一(yī)般在1cm左(zuǒ)右,但(dàn)在这里,同类(lèi)物种的体长(zhǎng)能(néng)够(gòu)达到34cm,这样的视觉效果相(xiāng)当于你看到了一(yī)只蚊(wén)子,比(bǐ)老(lǎo)鼠(shǔ)还要(yào)大上(shàng)一圈。

科学家还在这里发现了(le)世(shì)界上最大(dà)的脚(jiǎo)角类(lèi)动物,以及长(zhǎng)达50厘(lí)米的超(chāo)巨(jù)型的等(děng)足(zú)类动(dòng)物。这些巨大的片脚类(lèi)和等足类动物在10000米深的海底默(mò)默无闻地做着清道(dào)夫的工(gōng)作,它们会吃(chī)掉任何出现(xiàn)在面(miàn)前的分解(jiě)物质。

庞大的体型可以(yǐ)让它们(men)储存更(gèng)多的(de)能量和(hé)食物,也可以为干饭而长途跋涉到更远的(de)距离。但是(shì)在(zài)这(zhè)样的极端环境之(zhī)下,这里的食物资源(yuán)仍然非常贫瘠,这些巨大的生物的食(shí)物来源依(yī)然令人费解。后来,研究人员在一种(zhǒng)端足类动物的身上发现了一种独(dú)特(tè)的纤维素(sù)酶。

这种纤维素酶有一个神奇的(de)功效,它(tā)可以分解植(zhí)物物(wù)质。但(dàn)是生活(huó)在0植物环境中的端足(zú)类动(dòng)物,理论上(shàng)是不需要这种酶的(de),海洋(yáng)雪形(xíng)式(shì)的(de)藻类也根本无法抵达这里。

但科学(xué)家(jiā)测试研究这种独(dú)特(tè)的纤维素酶,发现(xiàn)它可以将锯末或(huò)者是(shì)木浆(jiāng)直接转化为葡萄糖。而且环(huán)境(jìng)的(de)压力越大,这种酶的活性(xìng)就越大,消化纤维素(sù)的(de)速度也就(jiù)会越快。

另外,在万米的海底(dǐ)这(zhè)种超高压低温的环境当中(zhōng),海(hǎi)水会变得更加粘稠,较大的体态可(kě)能会让这些深海无脊椎动物在呼吸上(shàng)具有更(gèng)大(dà)的(de)优势,更好地克服(fú)水中较大的黏性力,这自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算可能是它们进化成巨大体(tǐ)态的另(lìng)一(yī)个(gè)原因(yīn)。而在对这些海底生物的研究(jiū)当中,人(rén)类(lèi)得到了更为(wèi)震惊的(de)发现。

广州地球化学研究所曾在10000米水深的(de)钩虾(xiā)体内发现了C14的信号。让人感到(dào)遗憾的是,这些C14的信号竟然来(lái)自人为的核爆。

科学(xué)家还在马里(lǐ)亚纳海(hǎi)沟的深处检测到了塑料垃圾。尽(jǐn)管现在(zài)的浩瀚(hàn)海洋广阔,生(shēng)态资源丰富,但其(qí)中很多(duō)区域的生态系统是(shì)非常脆弱(ruò)的,许多的海(hǎi)洋生(shēng)物已经濒临(lín)灭绝的(de)边缘,甚(shèn)至很(hěn)多的物种在人类发(fā)现之前(qián),它(tā)们可能就已经灭(miè)绝了。从1950年到现在,人类所制(zhì)造的塑料垃(lā)圾已经(jīng)超过(guò)了100亿吨,平(píng)均每年都有超过3000万(wàn)吨(dūn)的塑(sù)料(liào)废(fèi)弃物排入到(dào)海洋当中(zhōng)。

环境污染、过度捕捞、深(shēn)海采矿、气候的(de)变(biàn)化所导致的海洋化学变(biàn)化都是对海洋生态系统的(de)严重威胁,所以保(bǎo)护环境(jìng)人人有责。

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