科学猜想文集
(389) 《甘肃合水地区500万年古气候分析》之变化分析
甘肃合水地区的古气候，暖季温度不是很高，湿度不是很大，冷季气温不是很低，干燥中帶有一定的湿度，这是植物能四季生长的基本条件。如剑齿象群需要大量植物，三趾马不仅需要大量植物，还是在土壤湿度相对大一些的环境中活动的动物。似双峰骆鸵、安氏鸵鸟是耐旱耐高温的动物，由上述动物综合判断出:合水地区的上述气候应为暖温带气候。170万年的暖温帶气候与今天不太一样。我们再来看看黄万波等科学家对剑齿象生活环境研究，在合水的古河谷边发现一只完整的半躺着的剑齿象骨骼化石。在造山运动还没有形成之前，合水及陕西地区是不可能形成泥石流的，因此，剑齿象是陷入泥泞沼泽之中后被活活饿死埋藏 。而淤泥的形成需要温暖气候及水生草本植物的帮助，生成的淤泥才能将剑齿象陷入进去。剑齿象的大食量与群居生活也证明了该地区的草本植物生长茂盛，而且必须是四季生长茂盛，缺少这个条件剑齿象是无法在秦岭以北获得生存与繁荣。多位科学家对剑齿象生活的时期进行了植物孢粉的分析，结果发现草本植物的孢粉占70%以上，不仅是暖季有一幅风吹草低见牛羊的生态环境，而且四季如此。
仔细分析剑齿象生活环境的年代又与东非草原气候有些不同，东非高原太阳光辐射力度较强，没有暧季与凉季之分，只有雨季与旱季之分；昼夜温差之分。在剑齿象周围的沙土取样中有沙草科植物，沙草科植物属一年生长期，主要生长于热带或亚热带的浅水环境，一年生长期有利于沙草植物在亚热带地区繁荣，如生长于鄱阳湖的沙草植物等，说明剑齿象生活的环境有可能存在暖季与凉季两个生长周期。而发现的蒿草植物则是喜旱凉的草本植物，今天蒿草植物在亚热带地区也有生长，主要分布于长江以北的冷季。蒿草的发现证明剑齿象生活的年代四季气候有一定程度的变化，但变化的幅度不是很大，因为太寒冷的环与太干燥的环境也不适合蒿草的生长。
从古生物的出土分析，动物如似双峰骆驼、安氏鸵鸟、中间原鼢鼠等都是喜干燥环境的动物，但动物对生存环境的要求不是绝对的，例如:非洲象喜干燥环境，亚洲象喜潮湿环境，例如:2021年末，中国一只象群在向北迁徙的过中，中国政府采取保护其自然迁徙行为，但象群感觉到其它地区的气候(如干湿度)并不是它们需要的值，于是又折返回原来的生话居住地。生物对环境适应的多样性给我们提出一个挑战，完全使用将今论古的方法，来论述不同地史时期动物生存环境，其结论并不是完全正确的。亚洲象生存环境就证明剑齿象生活的年代气候环境不能肯定为干燥环，气温也不一定是绝对的热带环境，只要温差幅度不是很大，偏暖偏凉的气候环境都是同种生物种群都能适应的气候环境。
从大气压上看，在地势还处在低海拔位置时，丰富的暖湿气团不断北上，形成的空气湿度应该是非常高的，理论上推出距今500~170万年、合水地区的气候应该是较湿润的，如龟在干燥环境是无法生存的。那么，为什么合水地区会出现大量的喜干旱环境的动植物？如似双峰骆驼、凤杨等等，只有-种大气物理条件可以解释这一混合现象的发生。空气湿度与空气密度存在密不可分的关注。给一组数据，数据来自实验室形成饱和水蒸气压力表(按温度排列):
0 ℃::0.61 (饱和蒸气压)
5 ℃::0.87 (饱和蒸气压)
10 ℃::1.23 (饱和蒸气压)
15 ℃::1.71 (饱和蒸气压)
20 ℃::2.33 (饱和蒸气压)
25 ℃::3.17 (饱和蒸气压)
30 ℃:: 4.25(饱和蒸气压)
35 ℃::5.62 (饱和蒸气压)
这组数据虽然产生于实验室(其中的一小部分数据)，如果我们将地球大气圈层看成是一个封闭的物理环境，那么，这组数据对地球大气环境的演化最一个最好的诠释。如果不同地史时期的大气圈层的空气密度与大气空空间都不一样，不是一个固定模式，而是一个变化模式，那么上述实验数据就是一个有意义的数据。
从另一个角度看，实验是在地球表层做的，因而，实验给出的数据是在现存重力场基础之上给出的数据，因而实验过程中大气压的强度是一个不变的常数，通过改变气体温度来检测空气密度与水分子的可容量，是研究大气物理环境的有效方法。虽然看上去是实验室的数据，但确实能指导认知现实环境的变化能力，如在30℃时绝对压强是4.25，水蒸汽的密度为0.03ρ/kg•m-3 也就是说气温越高，空气中水分子的容量越大，从上述几个数据就可以看出:这一特征。水分子的空气可容量是随着空气密度的增长而增长，当空气密度越大时，空气中水分子饱和量越大，当空气密度越小时，空气的水分子饱和量越小。剑齿象生活时期的秦岭以北地区，在造山运动发生之前，合水地区的海拔高度相对较低，其空气密度与今天一样的前提下，在暖湿气团不断北上的过程中，秦岭以北广大地区的空气湿度应与现在的长江流域相差无几，甚至可能略高一点，这也是蒿草能在此繁荣的主要因表。合水地区生物的多样性，证明在一个生态环境的，会有不同的生物种群在努力的适应这种生态环境，这就构造在一种生态环境中，会有生物种群多样性的繁荣。喜干燥环境动植物的出现合水地区，证明动植物能适应较为湿润的环境，我们认为只能适合热带地区的象群出现在合水地区，证明剑齿象生活的时期，秦岭以北确并不一定是干燥环境，而这种生态环境可能是空气密度比今天大的结果。
在黄河象(剑齿象的中国命名)身边依次分别呈现着黑土、黄土、粉粘土、红色土、砂质粘土以及白垩紫色、灰蓝色页岩，这些不同颜色的土来自不同的年代，从沉积物的记录来看，黄河象周围的沉积物是一种氧化条件下的沉积环境，如一些红色的、黄色的、粉粘土、紫色的沉积物属于氧化环境，黑土属
氧化还原明显，这些土质的组合指示出当时的气候湿润，剑齿象、长鼻三趾马、沙草科植物、蒿草都适合湿润环境，证明土壤中的水分大。到黑土时，土壤中的水分少、干燥，因此氧化还原效应小。丰富的氧化还原土壤从地质学上证明了黄河象生活的时期雨水充沛，日照强烈。为什么秦岭以北的广大地区，由500万年的热带草原气候演变成今天的半干旱冷凉气候？通过上述分析，我们找到了两个重要因素，一是对流层海拔高度的变化，对流层的海拔高度随纬度的增加而降低，对流层的海拔高度即空间与空气密度存在古今不同。距今500万年前，赤道地区对流层的海拔高度不是18~16公里，而是低于这个海拔高度，对流层的海拔高度到了中纬度地区更低，迫使暖湿气团止步于今天的甘、陕地区，形成秦岭以北500万年至170万年充沛降水。大气圈层的空气密度与对流层的高度继续扩展，暖气团的继续北上阻止了北极冰川的形成，同时也保护了甘、陕地区的温暖气候。
第二重要因素是造山运动对气候的影响，热带暖湿气团在向北运动的过程中呈递减状态，就象冷气团在南下的过程中逐步衰减的状态一样，在中纬度地区冷气团可以形成暴风雪，冷气团到了低纬度附近减弱成微弱的降温现象。今天秦岭以北的广大地区半湿闰半干旱大陆季风气候，是陆地大面积扩展与抬升的结果，构成暖湿气团在冷半年的运动过程中消耗过大，是产生的半年干旱半年湿润气候重要因素。距今500万年至170万年，中国南方或者东南方大部份国土还处在海平面上下，华北平原还没有完全形成，暖湿气团在向北运动的过程中，处在无障碍的条件下能迅速到达秦岭以北的广大地区，是形成充沛降水的基本地理环境、亚热带大陆性季风气候的主要原因。而在造山运动发生之后，中国地块的不断抬升阻止了暖湿气团向北运动的范围，使秦岭以北冷半年逐渐走向干旱气候。
(本篇是观看考古纪录片《古气候探秘》第10集《古象化石中的气侯密码》的观后感）
(389) 《甘肃合水地区500万年古气候分析》之变化分析
甘肃合水地区的古气候，暖季温度不是很高，湿度不是很大，冷季气温不是很低，干燥中帶有一定的湿度，这是植物能四季生长的基本条件。如剑齿象群需要大量植物，三趾马不仅需要大量植物，还是在土壤湿度相对大一些的环境中活动的动物。似双峰骆鸵、安氏鸵鸟是耐旱耐高温的动物，由上述动物综合判断出:合水地区的上述气候应为暖温带气候。170万年的暖温帶气候与今天不太一样。我们再来看看黄万波等科学家对剑齿象生活环境研究，在合水的古河谷边发现一只完整的半躺着的剑齿象骨骼化石。在造山运动还没有形成之前，合水及陕西地区是不可能形成泥石流的，因此，剑齿象是陷入泥泞沼泽之中后被活活饿死埋藏 。而淤泥的形成需要温暖气候及水生草本植物的帮助，生成的淤泥才能将剑齿象陷入进去。剑齿象的大食量与群居生活也证明了该地区的草本植物生长茂盛，而且必须是四季生长茂盛，缺少这个条件剑齿象是无法在秦岭以北获得生存与繁荣。多位科学家对剑齿象生活的时期进行了植物孢粉的分析，结果发现草本植物的孢粉占70%以上，不仅是暖季有一幅风吹草低见牛羊的生态环境，而且四季如此。
仔细分析剑齿象生活环境的年代又与东非草原气候有些不同，东非高原太阳光辐射力度较强，没有暧季与凉季之分，只有雨季与旱季之分；昼夜温差之分。在剑齿象周围的沙土取样中有沙草科植物，沙草科植物属一年生长期，主要生长于热带或亚热带的浅水环境，一年生长期有利于沙草植物在亚热带地区繁荣，如生长于鄱阳湖的沙草植物等，说明剑齿象生活的环境有可能存在暖季与凉季两个生长周期。而发现的蒿草植物则是喜旱凉的草本植物，今天蒿草植物在亚热带地区也有生长，主要分布于长江以北的冷季。蒿草的发现证明剑齿象生活的年代四季气候有一定程度的变化，但变化的幅度不是很大，因为太寒冷的环与太干燥的环境也不适合蒿草的生长。
从古生物的出土分析，动物如似双峰骆驼、安氏鸵鸟、中间原鼢鼠等都是喜干燥环境的动物，但动物对生存环境的要求不是绝对的，例如:非洲象喜干燥环境，亚洲象喜潮湿环境，例如:2021年末，中国一只象群在向北迁徙的过中，中国政府采取保护其自然迁徙行为，但象群感觉到其它地区的气候(如干湿度)并不是它们需要的值，于是又折返回原来的生话居住地。生物对环境适应的多样性给我们提出一个挑战，完全使用将今论古的方法，来论述不同地史时期动物生存环境，其结论并不是完全正确的。亚洲象生存环境就证明剑齿象生活的年代气候环境不能肯定为干燥环，气温也不一定是绝对的热带环境，只要温差幅度不是很大，偏暖偏凉的气候环境都是同种生物种群都能适应的气候环境。
从大气压上看，在地势还处在低海拔位置时，丰富的暖湿气团不断北上，形成的空气湿度应该是非常高的，理论上推出距今500~170万年、合水地区的气候应该是较湿润的，如龟在干燥环境是无法生存的。那么，为什么合水地区会出现大量的喜干旱环境的动植物？如似双峰骆驼、凤杨等等，只有-种大气物理条件可以解释这一混合现象的发生。空气湿度与空气密度存在密不可分的关注。给一组数据，数据来自实验室形成饱和水蒸气压力表(按温度排列):
0 ℃::0.61 (饱和蒸气压)
5 ℃::0.87 (饱和蒸气压)
10 ℃::1.23 (饱和蒸气压)
15 ℃::1.71 (饱和蒸气压)
20 ℃::2.33 (饱和蒸气压)
25 ℃::3.17 (饱和蒸气压)
30 ℃:: 4.25(饱和蒸气压)
35 ℃::5.62 (饱和蒸气压)
这组数据虽然产生于实验室(其中的一小部分数据)，如果我们将地球大气圈层看成是一个封闭的物理环境，那么，这组数据对地球大气环境的演化最一个最好的诠释。如果不同地史时期的大气圈层的空气密度与大气空空间都不一样，不是一个固定模式，而是一个变化模式，那么上述实验数据就是一个有意义的数据。
从另一个角度看，实验是在地球表层做的，因而，实验给出的数据是在现存重力场基础之上给出的数据，因而实验过程中大气压的强度是一个不变的常数，通过改变气体温度来检测空气密度与水分子的可容量，是研究大气物理环境的有效方法。虽然看上去是实验室的数据，但确实能指导认知现实环境的变化能力，如在30℃时绝对压强是4.25，水蒸汽的密度为0.03ρ/kg•m-3 也就是说气温越高，空气中水分子的容量越大，从上述几个数据就可以看出:这一特征。水分子的空气可容量是随着空气密度的增长而增长，当空气密度越大时，空气中水分子饱和量越大，当空气密度越小时，空气的水分子饱和量越小。剑齿象生活时期的秦岭以北地区，在造山运动发生之前，合水地区的海拔高度相对较低，其空气密度与今天一样的前提下，在暖湿气团不断北上的过程中，秦岭以北广大地区的空气湿度应与现在的长江流域相差无几，甚至可能略高一点，这也是蒿草能在此繁荣的主要因表。合水地区生物的多样性，证明在一个生态环境的，会有不同的生物种群在努力的适应这种生态环境，这就构造在一种生态环境中，会有生物种群多样性的繁荣。喜干燥环境动植物的出现合水地区，证明动植物能适应较为湿润的环境，我们认为只能适合热带地区的象群出现在合水地区，证明剑齿象生活的时期，秦岭以北确并不一定是干燥环境，而这种生态环境可能是空气密度比今天大的结果。
在黄河象(剑齿象的中国命名)身边依次分别呈现着黑土、黄土、粉粘土、红色土、砂质粘土以及白垩紫色、灰蓝色页岩，这些不同颜色的土来自不同的年代，从沉积物的记录来看，黄河象周围的沉积物是一种氧化条件下的沉积环境，如一些红色的、黄色的、粉粘土、紫色的沉积物属于氧化环境，黑土属
氧化还原明显，这些土质的组合指示出当时的气候湿润，剑齿象、长鼻三趾马、沙草科植物、蒿草都适合湿润环境，证明土壤中的水分大。到黑土时，土壤中的水分少、干燥，因此氧化还原效应小。丰富的氧化还原土壤从地质学上证明了黄河象生活的时期雨水充沛，日照强烈。为什么秦岭以北的广大地区，由500万年的热带草原气候演变成今天的半干旱冷凉气候？通过上述分析，我们找到了两个重要因素，一是对流层海拔高度的变化，对流层的海拔高度随纬度的增加而降低，对流层的海拔高度即空间与空气密度存在古今不同。距今500万年前，赤道地区对流层的海拔高度不是18~16公里，而是低于这个海拔高度，对流层的海拔高度到了中纬度地区更低，迫使暖湿气团止步于今天的甘、陕地区，形成秦岭以北500万年至170万年充沛降水。大气圈层的空气密度与对流层的高度继续扩展，暖气团的继续北上阻止了北极冰川的形成，同时也保护了甘、陕地区的温暖气候。
第二重要因素是造山运动对气候的影响，热带暖湿气团在向北运动的过程中呈递减状态，就象冷气团在南下的过程中逐步衰减的状态一样，在中纬度地区冷气团可以形成暴风雪，冷气团到了低纬度附近减弱成微弱的降温现象。今天秦岭以北的广大地区半湿闰半干旱大陆季风气候，是陆地大面积扩展与抬升的结果，构成暖湿气团在冷半年的运动过程中消耗过大，是产生的半年干旱半年湿润气候重要因素。距今500万年至170万年，中国南方或者东南方大部份国土还处在海平面上下，华北平原还没有完全形成，暖湿气团在向北运动的过程中，处在无障碍的条件下能迅速到达秦岭以北的广大地区，是形成充沛降水的基本地理环境、亚热带大陆性季风气候的主要原因。而在造山运动发生之后，中国地块的不断抬升阻止了暖湿气团向北运动的范围，使秦岭以北冷半年逐渐走向干旱气候。
(本篇是观看考古纪录片《古气候探秘》第10集《古象化石中的气侯密码》的观后感）
『低碳生物水泥砖由「微藻类」生长而成』
总部位于科罗拉多州的 Prometheus Materials 材料公司，开发了一种由「微藻类」生长而成的低碳水泥砌块材料。
.
这些砖块符合美国测试与材料协会 (ASTM) 的标准，是使用在生物反应器中生长的有机水泥状材料制成的，这种材料以类似于珊瑚的方式自我复制。
.
Prometheus Materials的联合创始人 Wil V Srubar III 表示：“珊瑚礁、贝壳，甚至我们今天用来生产水泥的石灰石都向我们表明，大自然已经想出了如何以一种强大、聪明和有效的方式将矿物质结合在一起的方法。”
.
“通过与大自然合作，利用现有的微藻将矿物质和其他材料结合在一起，创造出新型的可持续生物复合建筑材料，我们可以消除大部分（如果不是全部）与传统混凝土建筑材料相关的碳排放。”
.
这种生物水泥是由利用阳光、海水和二氧化碳生长的生物矿化蓝藻制成的。
.
通过将这种生物水泥与骨料混合，可以创造出一种低碳建筑材料，其机械、物理和热性能可媲美波特兰水泥基混凝土。
.
这种生物水泥可以作为硅酸盐水泥的替代品进行大规模生产，硅酸盐水泥是碳排放的一个巨大来源，因为它依赖于由粉碎和燃烧的石灰石制成的熟料。该过程会将钙（水泥中的关键成分）从碳中分离出来，释放到大气中。
.
Prometheus Materials 的首席执行官 Loren Burnett 解释说：“你不能简单地使化石燃料脱碳，改变化石燃料⛽️，你必须对建筑材料进行脱碳，从二氧化碳排放的角度来看，建筑材料是一个巨大的问题。”
参考来源：Ben Dreith
翻译制作：同更生
总部位于科罗拉多州的 Prometheus Materials 材料公司，开发了一种由「微藻类」生长而成的低碳水泥砌块材料。
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这些砖块符合美国测试与材料协会 (ASTM) 的标准，是使用在生物反应器中生长的有机水泥状材料制成的，这种材料以类似于珊瑚的方式自我复制。
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Prometheus Materials的联合创始人 Wil V Srubar III 表示：“珊瑚礁、贝壳，甚至我们今天用来生产水泥的石灰石都向我们表明，大自然已经想出了如何以一种强大、聪明和有效的方式将矿物质结合在一起的方法。”
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“通过与大自然合作，利用现有的微藻将矿物质和其他材料结合在一起，创造出新型的可持续生物复合建筑材料，我们可以消除大部分（如果不是全部）与传统混凝土建筑材料相关的碳排放。”
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这种生物水泥是由利用阳光、海水和二氧化碳生长的生物矿化蓝藻制成的。
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通过将这种生物水泥与骨料混合，可以创造出一种低碳建筑材料，其机械、物理和热性能可媲美波特兰水泥基混凝土。
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这种生物水泥可以作为硅酸盐水泥的替代品进行大规模生产，硅酸盐水泥是碳排放的一个巨大来源，因为它依赖于由粉碎和燃烧的石灰石制成的熟料。该过程会将钙（水泥中的关键成分）从碳中分离出来，释放到大气中。
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Prometheus Materials 的首席执行官 Loren Burnett 解释说：“你不能简单地使化石燃料脱碳，改变化石燃料⛽️，你必须对建筑材料进行脱碳，从二氧化碳排放的角度来看，建筑材料是一个巨大的问题。”
参考来源：Ben Dreith
翻译制作：同更生
每日物种故事|白千层：在逆境里顽强生长
白千层又名脱皮树、瓶刷子树，为桃金娘科乔木，高10米至18米；树皮呈灰白色，厚而松软，呈薄层片状剥落。叶互生，柄甚短，叶片呈革质，披针形或狭椭圆形，长4厘米至8厘米，宽1厘米至2厘米，基出脉3条至7条，具有油腺点和香气。穗状花序顶生，长5厘米至15厘米，花序轴常有短毛；有5枚萼片，萼片呈圆形；花冠为白色，有5枚花瓣，花瓣呈卵形；雄蕊约长1厘米，花丝为白色，每束有5条至8条，呈毛刷状。蒴果为近球形，宿存于枝上，直径5毫米至7毫米。白千层一年有多次花期，冬春季最盛。
白千层是常见的行道树，它的树皮层层叠叠、参差不齐：每年新长的树皮把老树皮推挤出来，老皮就一层贴一层留在树干上。白千层能吸收汽车尾气，本应白皙的树皮总显得脏兮兮，加上树干歪斜扭曲，白千层看起来并不美观。
尽管“衣衫褴褛”，生命力顽强的白千层耐旱耐涝还耐燃烧。白千层原产于澳大利亚且生长于干旱地区，当发生森林大火时，白千层的多层树皮反而成了防止它被焚烧致死的保护层。在国内，白千层常生长在湿地旁，因其根部吸水性强，能有效防止水土流失。
沧桑拙朴的白千层，花朵却毛茸茸的，非常可爱，犹如白色的奶瓶刷，摇摇晃晃地悬挂在枝头。从叶子、嫩芽和种子中提炼出的化合物，有很高的药用价值，同时也是万金油、白花油的重要成分。
白千层又名脱皮树、瓶刷子树，为桃金娘科乔木，高10米至18米；树皮呈灰白色，厚而松软，呈薄层片状剥落。叶互生，柄甚短，叶片呈革质，披针形或狭椭圆形，长4厘米至8厘米，宽1厘米至2厘米，基出脉3条至7条，具有油腺点和香气。穗状花序顶生，长5厘米至15厘米，花序轴常有短毛；有5枚萼片，萼片呈圆形；花冠为白色，有5枚花瓣，花瓣呈卵形；雄蕊约长1厘米，花丝为白色，每束有5条至8条，呈毛刷状。蒴果为近球形，宿存于枝上，直径5毫米至7毫米。白千层一年有多次花期，冬春季最盛。
白千层是常见的行道树，它的树皮层层叠叠、参差不齐：每年新长的树皮把老树皮推挤出来，老皮就一层贴一层留在树干上。白千层能吸收汽车尾气，本应白皙的树皮总显得脏兮兮，加上树干歪斜扭曲，白千层看起来并不美观。
尽管“衣衫褴褛”，生命力顽强的白千层耐旱耐涝还耐燃烧。白千层原产于澳大利亚且生长于干旱地区，当发生森林大火时，白千层的多层树皮反而成了防止它被焚烧致死的保护层。在国内，白千层常生长在湿地旁，因其根部吸水性强，能有效防止水土流失。
沧桑拙朴的白千层，花朵却毛茸茸的，非常可爱，犹如白色的奶瓶刷，摇摇晃晃地悬挂在枝头。从叶子、嫩芽和种子中提炼出的化合物，有很高的药用价值，同时也是万金油、白花油的重要成分。
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