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你触碰的表面和呼吸的空气中隐藏着哪些看不见的东西?

《探索》杂志的一位编辑深入探讨了影响我们生活的看不见的力量。

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来自2008年8月号

你触碰的表面和呼吸的空气中隐藏着哪些看不见的东西?

《探索》杂志的一位编辑深入探讨了影响我们生活的看不见的力量。

作者:Stephen Cass | 2008年8月29日,星期五 相关标签:地球科学传染病计算机污染6Jake Price

每天早上醒来,我睁开眼睛迎接新的一天,充满了我看不见的事物。我甚至开始欣赏那些看不见的存在在我们的日常生活中留下的深刻印记。自古以来就是如此,但现代科学已经为我们打开了了解充斥我们生活之中的微观世界的大门,甚至允许我们为了自身利益操纵其中一些东西。永无止境的无线电波的无声喧嚣,大规模的昆虫军队,早已消失的覆盖全球的冰盖,地方性微生物,风的河流,等等,都在24小时内对我的生活形态留下了印记。我下定决心,出发去揭开我这看不见的一天的奥秘。

内心的恶魔 早上8点。我可以假装我精神抖擞地从床上跳起来,为《探索》杂志的又一天做好准备。但事实远非如此清晰,其中一个重要部分就是消除一天中第一个看不见的“存在”:晨味。我打着哈欠走向浴室,感觉嘴里一点也不清新。

晨味主要来自口腔中的细菌。到目前为止,人们已经发现了500多种口腔细菌,“而且我们还在不断发现新的,”明尼苏达大学牙科学院的口腔异味研究员、一位“经过校准的口气鉴赏家”Patricia Lenton说。当我们睡觉时,口水分泌会减少,细菌就会“在那里肆意滋生,产生各种硫化物,”Lenton说。这些口腔产生的硫化物——如硫化氢、甲硫醇和二甲硫醚——加上细菌代谢的一些其他杂项副产品,占了无法追溯到外部原因的口臭的90%。与此同时,大蒜和洋葱等食物在肠道消化过程中会释放硫化物。其中一些化合物会被吸收到血液中,然后进入我们肺部的空气中。当我们呼气时,我们会将它们呼出。

疾病引起的血液化学变化也会通过肺部影响我们呼吸的气味。“糖尿病就是一个很好的例子。当人们患有未经控制的糖尿病时,他们的呼吸可能会有非常甜美、水果味的气味,”Lenton说。研究人员甚至还在根据患者呼吸的气味开发检测乳腺癌和器官移植排斥反应的方法。

大多数产生异味的细菌生活在舌头上,而不是牙齿上,所以我刷牙时会好好刷几下舌头,然后再继续我的晨间例行公事。

审视急流 早上9点。我准备出门了,透过窗户观察那个经典看不见的实体——风——的影响。我不是在寻找任何普通一阵风的影响。那种将决定我是否需要穿夹克的风,是百年前天气观察者们甚至不知道其存在的一种。

它被称为极地急流,当它蜿蜒向东穿过北美大陆时,可能会带来风暴,或者预示着不合时宜的温度变化——急流以北是寒冷的北极空气,而以南则是较暖的条件。在夏季,极地急流主要流经加拿大。冬季,它会向南延伸至美国墨西哥湾沿岸州。

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急流存在于非常高的高度——30,000到40,000英尺——这就是为什么直到第二次世界大战,飞行员在长途军事任务中注意到强烈的逆风时,才最终确定其存在。急流的核心是相对狭窄的强风带,宽度几百英里,速度可达每小时200英里以上。急流的能量来源于地球的旋转以及赤道和较高纬度之间的温差。“如果没有急流,天气会相当乏味,”位于科罗拉多州博尔德市美国国家海洋和大气管理局(NOAA)地球系统研究实验室的气象学家Klaus Weickmann说。

当急流从头顶经过时发生的微小变化,会在低空造成风暴天气。例如,“如果你在上方有一个低压区,那么你通常会在其前方产生地表低压,”Weickmann解释说。“那种特定的[大气]结构非常有效地提取可用的势能并将其转化为动能。”这种动能表现为可能将一天变成一场洗礼的大风和暴雨。然而,从我窗户所见,天气似乎相当平静,所以我决定把夹克留在家中,整理好东西。我打开了公寓大门,抬头看着我要爬上才能到达地铁站的那个小坡。

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冰川时刻 这算不上什么大坡,但这个山坡以及类似的坡地,都是最终将我和800多万人带到纽约市生活的古老力量的证据。在最后一个冰河时代的高峰期,大约2万年前,在我家门外曾有一道300英尺高的冰川壁,那是覆盖加拿大和美国北部的大片冰盖的南缘。“冰川就像犁一样,向前推着东西,”纽约美国自然历史博物馆的地质学家Sidney Horenstein说。美国冰盖的边缘——被一条称为终碛垅的碎石带所标记——沿着长岛延伸。当地球变暖,冰川消退时,这些碎石就留下了,形成了一系列低矮的山丘。看看纽约市地图,在布鲁克林和皇后区(位于长岛西端)你可以看到今天社区名称中编码的冰冷历史:Cobble Hill、Brooklyn Heights、Park Slope、Forest Hills。在我家东南方,融化的冰川边缘的水流过地表,沉积了沙土层,留下了Flatbush和Flatlands等地区。“社区名称是有意义的,”Horenstein说。

但对纽约命运影响最大的是冰川侵蚀地貌的能力,而不是建造地貌。“冰川就像砂纸,因为它底部嵌入了岩石……所以当冰川移动时,它会加深山谷,削平山丘顶部,”Horenstein说。当冰川向南移动到未来的纽约市时,它拓宽并加深了哈德逊河谷。“哈德逊河是北美最南端的峡湾,”Horenstein说。当第一批欧洲人在1609年探索这条河时,他们发现它是一条理想的、深入大陆的贸易路线。冰川加深哈德逊河也使得纽约港成为跨大西洋航运通行的便利之地。

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