揭开“发丝冰”形成之谜

这些从腐烂树干中生长出来的、罕见且精致的“白头发”实际上是冰。归功于细菌们,大自然才形成了这种独特却又美丽的冰。

这些从腐烂树干中生长出来的、罕见且精致的“白头发”实际上是冰。归功于细菌们,大自然才形成了这种独特却又美丽的冰。

“发丝冰”通常成长在特定种类树木的腐烂枝干上。此外,它的形成还需要气候潮湿的冬夜,周围环境的温度也要低于0°C。

“发丝冰”通常成长在特定种类树木的腐烂枝干上。此外,它的形成还需要气候潮湿的冬夜,周围环境的温度也要低于0°C。  新浪科技讯 北京时间7月29日消息,据国外媒体报道,在某个冬日的清晨,如果你漫步于树林时一不小心发现了它,也许你会把它误认成某种奇怪的耐寒动物。但实际上,这些从腐烂树干中生长出来的、罕见且精致的“白头发”实际上是冰。归功于细菌们,大自然才形成了这种独特却又美丽的冰。虽然100年来,“发丝冰”的形成过程一直是个谜。但不久前,来自德国和瑞士的科学家终于揭开了谜底。

发丝冰的形成环境较为苛刻,它通常成长在特定种类树木的腐烂枝干上。此外,它的形成还需要气候潮湿的冬夜,周围环境的温度也要低于0°C。一直以来,科学家们都没有弄清楚它的内在形成原理,直到最近发现了一种叫作拟黑耳的真菌。

“当我们在林间初次见到它时,就被深深吸引了。”瑞士伯尔尼大学应用物理系的Christian M?tzler说道。“正是好奇心激励着我们开始研究这一现象。一开始,我们也只进行了一些简单测试,比如让‘发丝冰’在手心彻底融化。” 随后,M?tzler与化学家Diana Hofmann、生物学家Gisela Preu?合作进行了一系列实验,以探究“发丝冰”的真相。通过研究,他们证实了一个100年前的假设。早在1918年,当看到长出“发丝冰”的木头上覆盖着类似蛛网的物质后,科学家Alfred Wegener就开始了对“发丝冰”的研究。在研究中,他的助手证实了这些类似蛛网的物质是真菌丝(蘑菇都是真菌丝长出来的),这也说明了“发丝冰”与真菌之间存在某种未知联系。90年后,瑞士的退休教授Gerhart Wagner发现了“发丝冰”和真菌存在联系的更多证据。只是,他没有弄清到底是哪种真菌以及真菌怎样形成“发丝冰”。

在最新研究中,Preu?研究了2012年、2013年和2014年长有“发丝冰”的腐木样本。这些腐木样本于冬天在德国西部靠近布拉巴赫的森林中收集。她使用了显微镜等设备分析腐木,并发现了11种不同的真菌。她说:“在所有的腐木样本中都发现了拟黑耳真菌,而超过一半的腐木中只发现了拟黑耳真菌。”

M?tzler则负责对“发丝冰”进行物理特性的研究,他发现一种叫做冰质分离的机制导致了“发丝冰”的形成。他说:“有无真菌活动可以产生一样多的冰,但没有真菌活动所产生的冰就是一种硬壳状结构。真菌使得冰可以形成直径只有0.01毫米的纤细发丝,并能够在接近0°C的条件下长期维持这种形状。”

接下来,Hofmann专门研究了“发丝冰”这一物质本身,通过化学分析她发现融化得到的冰水包含了木质素、单宁酸等有机化合物。而这些物质都是真菌新陈代谢的产物,这些发现也进一步证实了“发丝冰”形成过程中的生物作用。

科学家也解释了我们用掉100年时间才证实了Wegener假设的原因:“发丝冰”是一种比较罕见,而且稍纵即逝的自然现象,它主要产生在北纬45 °到55°的区域内,可遇不可求。Preu?补充道:“‘发丝冰’通常形成于晚间,当太阳升起时就会融化,我们无法在雪和霜里找到它。”


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