神秘莫测北极光

    最早记录北极光的是挪威编年史《国王的镜子》，成书大约在1230年。直到17世纪后期，英国天文学家埃德蒙·哈雷才第一次将极光与地球磁场联系起来。这一时期，法国科学家雅克·德麦兰是第一个提出极光和太阳有关的人。

    人们发现，当太阳风到达地球，它们被看不见的盾牌——地球磁场偏转。地磁层是地球周围一个保护层，一个看不见、摸不着的巨大磁化区域，是太阳高能带电粒子的天然屏障，正是有了这道屏障我们才能安稳地生活在地球上。地磁层的外边缘与行星际交界的地方叫作磁层顶，在地磁南北极上方的磁层顶形状像漏斗，少量的太阳风带电粒子可以从此处“漏”进磁层，在地球附近沿着磁力线绕圈，同时向地球两极沉降，在沉降过程中和地球高层大气发生碰撞，发出灿烂的光芒，这就是极光。碰撞通常发生在距离地面80---300千米的高度，绿、蓝、白、红四色光芒在天空中形成了一个椭圆的环形区域，也就是极光环带。

    极光的发光原理跟霓虹灯相似。霓虹灯管中封存着氖、氩等惰性气体，电子在其中跑来跑去，撞到气体原子时，就会使后者受激发光。不同的原子在不同条件下受到激发，会发出不同颜色的光，于是我们就看到了五颜六色的霓虹灯。极光也是如此，来自太阳的带电粒子闯入地球大气层时，会在不同的高度撞到不同的气体分子，发出不同颜色的光。通常来说，在200千米以上的高空，带电粒子撞到氧原子时，氧原子会受激发出红光；在100～200千米高空，氧原子则会受激发出黄绿色光，这是极光最明亮、最常见的颜色。电离状态的氮则会发出蓝光，中性的氮受到撞击时发出的则是紫红色光。北极光一般遵循持续11年的太阳活动周期，太阳活动剧烈的年份是观察极光的好时候。观看极光的最佳地点当然是在高纬度地区。

    不光地球上有北极光，很多行星都会出现这样的奇景，比如木星、土星、天王星、海王星。这些行星都有大气和磁场，极光以同样的机制出现。木星和土星这两颗行星的磁场比地球更强，哈勃太空望远镜可以清楚地看见这两颗行星的极光。

    北极光是否会出声，这是一个未解之谜。很多人宣称强烈的北极光会伴随着声音，记录在案的极光声音类似于“噼啪”声和低沉的轰鸣声，持续时间短暂而微弱。挪威天体物理学家布莱克表示，“北极光发生在离地表80千米以上的空间，那里近乎真空。因为声波不能在真空中传播，所以声音很难传到地面上。”对于这个问题有一个有趣的解释。1911年，第一个到达南极点的挪威探险家罗尔德·阿蒙森的同伴约翰森在日记里写道，阿蒙森出去之后告诉同伴，他呼气时能听到自己的呼吸被冻住的声音。于是约翰森和另外一个人也出去尝试了一下，同样也听到了“噼啪”声，这种声音他们曾在挪威斯瓦尔巴群岛出现强烈极光的时候听到过。而当他们屏住呼吸，摇晃脑袋时，声音就消失了。

    2012年，芬兰研究人员曾在一个极光观测地发现，声音来自地面以上约70米的高空，而北极光则出现在地面以上约120千米的地方。科学家无法确定声音是如何出现的。至今，极光还有很多无法解释的现象，比如令人震撼的极光碰撞等现象。随着对太阳和地球磁场的深入了解，人们会发现北极光越来越多的秘密。（选自《三联生活周刊》曹玲，有删改）

材料一：

    我很高兴发现一群和我一样喜欢自然的孩子，但聊着聊着就发现他们中有一半人最喜欢的是在自然里骑车。有个男孩说：“我和爸爸在沙漠里骑车，基本上都不走大路。我爸爸和越野车们赛车。他说就算走大路去沙漠也很好玩，因为还是可以看到动物，而且和汽车比赛很有趣。”还有个男孩说：“我们每年8月都去犹他州，我妈妈的朋友有3辆全地形车。我们骑着好玩，但最主要是晚上看鹿啊臭鼬啊之类的动物。你要是把鱼的内脏丢在外面，晚上出去就能看到5头黑熊。太好玩了！”第三个男孩说：“我们每周末都去沙漠，他们那儿有比赛。有个小山没人去，因为上面都是石头，所以我们把它改造了一下，上山后可以跳下去，我们在那儿看到蛇洞和蛇了。热的时候我们就出去找蜥蜴。”还有一个女孩天真地补充说：“我爸爸有辆四轮驱动的卡车，我们去沙漠，不去自然之类的地方。”

（摘编自理查德·洛夫著，郝冰等译《林间最后的小孩——拯救自然缺失症儿童》）

材料二：

（材料来源于刘正源等著《中国自然教育行业发展现状》）

【注】其他，指机构一类的特殊群体，如政府机构等。自然教育，指以有吸引力的方式，让人们在自然中体验，学习关于自然的知识，建立与自然的联结，树立生态的世界观。

材料三：

    去爱非人类的生物，其实并不太困难，只要多了解它们就不难办到。这种能力，甚至是这种倾向，可能都是人类的本能之一。这种现象被称为“亲生命性”，是一种与生俱来，特别关注生命以及类似的生命形式的倾向，有时甚至会想与它们进行情感交流。人类能够很敏锐地分辨出生命与无生命。我们认为其他生物是新奇，多样的。未知的生物，不论生活在深海，原始林，还是遥远的深山中，都会令我们觉得兴奋。其他星球上可能有生物的想法，也总是吸引着我们。恐龙更是人们心目中生物多样性消失的象征。在美园，参观动物园的人数要超过职业运动比赛的观众数。而在华盛顿的国家动物园，最受欢迎的是昆虫馆，因为这儿展示的物种最新奇，样式也最多。

（摘编自爱德华·威尔逊著，杨玉龄译《生命的未来》）

材料四：

    与亲生命性相对的是生物恐惧症。和亲生命性一样，这些生物恐惧症也是通过学习而获得的。恐惧的强度会因个人的遗传与经历差异而有所不同。最轻微的症状只是稍微厌恶，或感觉不安。但严重的案例，可能就是标准的临床恐惧症，激发交感神经系统，造成恐慌、恶心以及冒冷汗。这种根植于天性里的生物恐惧感，随时准备为危险源所激发，而危除源就是人类进化过程中，在自然界中所遇到的危险，包括高度、密闭空间、湍急的水流、蛇、鼠、老鼠、蝙蝠、蜘蛛以及鲜血，却不包括刀子、磨损的电线，汽车以及枪支，虽然它们比起古代的危险源，更具杀伤力，但在进化历史上还是太过近代，不足以形成可遗传的天性。

（来源同材料三）

    保护生物多样性，是保护世界，也是保护人类自己。

    花瓣略尖，颜色红润，边开花边长叶的是桃花；花瓣接近圆形，先开花后长叶的是梅花；花瓣洁白如雪，花蕊略带粉红的是梨花；花瓣由红到粉、由粉到白层次渐变的是西府海棠……春日赏花，感于美之缤纷。社会之美，在于你我之不同；世界之美，亦在于草木之多种。

    参差多态，乃是幸福本源。其实，岂止幸福本源，更是生命之源。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。野生植物是以森林为主体的陆生生态系统的主要组成部分，在生态系统物质循环和能量流动中发挥着最基础也最重要的作用。植物繁茂，才能为动物提供生存空间。种类繁多，才能相互依存。

    万物相生，并不只是古老的哲理，它首先是自然存在的事实。一种植物灭绝，往往会导致10—30种生物出现生存危机。1983年5月，邛崃山系和岷山山系海拔2500米以上的高山上，冷箭竹、华桔竹大片开花死亡，国家拨专款收容、饲养因此受影响的大熊猫，才帮助大熊猫度过了这场生存危机。

    生物多样性不仅是农业流行病的克星，也为粮食生产提供了广泛的种质资源。早在8000多年前，我国长江流域便有亚洲栽培稻种植。但直到1970年11月的一天，袁隆平和他的助手在海南找到一株雄花败育的野生稻，才让高产的杂交水稻的出现成为可能。我国猕猴桃资源流失到新西兰后，新西兰经过选育，培育出优质高产的猕猴桃品种，每年为其带来了丰厚的收益。

    还是依赖生物多样性，人类发现了抗击疾病的武器：从银杏树中提取的治疗心脑血管疾病的黄酮，从青蒿中发现青蒿素……正如西南林业大学教授周伟所说：“每一个物种就像日历上的一页，如果现在我们不了解它的潜在价值，随便地把它撕下来扔掉，未来有一天我们需要它们的时候，它们却已经不复存在了。”

    普通人亦应如科学家一样，心存敬畏，克服盲目与短视，既竭力探寻未知，又尽心保护现存，莫待灭绝空叹息。因为保护生物多样性，保护的不是几棵树、几株草，而是人类和世界未来生存与发展的可能。

（摘编自《人民日报》2019年03月26日《参差多态 生命之源》）

材料一：

    据新京报报道，2019年11月3日，北京市朝阳医院急诊科接诊了两例患者，其体检样本经中国疾控中心检测，于11月12目中午确诊为肺鼠疫病例。根据有关部门的要求，所有开设发热门诊的医疗机构，即日起重点筛查发热门诊就诊患者。

    自2019年11月12日至2019年11月15日，在传播媒体中共有与鼠疫事件相关信息49，491条，其中来自微博的相关信息最多，总计26，295条，占比53.13%。据舆情发展趋势显示，事件于11月12日晚发酵，13目热度达到顶峰，在北京市卫健委回应后，关注度逐渐下降。

    此次事件中，“是否出现传染患者”“如何预防鼠疫”“鼠疫如何传播”成为网友舆论的焦点，“病例”“北京市”“患者”等词出现频率较高；因媒体的科普， “旱獭”、“跳蚤”也成为了大家热议的主题词。此次事件中，中性情绪占比82.21%，负面情绪占比17.18%。

(摘编自新浪网)

材料二：

    鼠疫又称黑死病，属于甲型传染病。鼠疫起病急、病程短、传染性强、传播速度快，未及时治疗的情况下病死率可达50%-80%。个人防范应注意防止跳蚤叮咬，避免接触动物尸体，避免密切接触肺鼠疫患者；如突现发热、寒战、淋巴结发炎肿痛或呼吸急促且伴有咳嗽或血痰等症状，应及早就医。如今已有有效药物对症治疗鼠疫，尽管鼠疫会造成极高的死亡率，但是鼠疫杆菌对外界抵抗力较弱，对干燥、高温和一般消毒剂都很敏感，阳光直射或摄氏100度煮沸1分钟均可杀死细菌。最有效的对症治疗药物是抗生素，主要是链霉素。无论是中国还是世界其他国家的鼠疫治疗都表明，链霉素是对付鼠疫的首选药物，无论对哪一型鼠疫都有效，只是用量对应不同鼠疫类型有差异。肺鼠疫和败血型鼠疫用药量大，腺鼠疫及其他各型鼠疫用药量较小。不论哪一型鼠疫，早期、足量给药，再加上一般性治疗，如急性发热期病人应给予易消化、高蛋白、高维生素的流质或丰流质饮食，肿大淋巴结的局部治疗初期多采用冷敷法，就可以有效治疗鼠疫。

    历史上导致人们大量死亡的鼠疫，主要是因为没有特效药物和有效隔离，即便在1910年发生的东北大鼠疫还没有键霉素等特效药，但通过隔离和一般性治疗也能战胜鼠疫。在今天，鼠疫当然没有什么可怕的。而且，与链霉素可以一起使用的还有四环素、庆大霉素、丁胺卡那霉素、氨霉素、唑诺酮类反磺胺等多种有效药物。总而言之，在预防措施到位以及有效的药物治疗前提下，对于鼠疫我们已经无须“谈鼠色变”。

(摘编自人民网)

材料三：

    根据《中华人民共和国法安管理处罚法》第二十五条第一项之规定，散布谣言，谎报险情、疫情、警情或者以其他方法故意扰乱公共秩序的，处5日以上10日以下拘留，可以并处500元以下罚款：情节较轻的，处5日以下拘留或者500元以下罚款。

    根据《中华人民共和国刑法》第二百九十一条之规定，编造虚假的险情、疫情、警情、灾情、警情，在信息网络或者其他媒体上传播，或者明知是虚假信息，故意在信息网络或者其他媒体上传播，严重扰乱社会秩序的，处三年以下有徒刑，拘役或者管制；造成严重后果的，处三年以上七年以下有期徒刑。

    锡林浩特市公安局网安大队民管在日常工作巡查中发现，一网民“燚某”通过互联网平台发布一则关于：鼠疫的谣言信息称：“过两天可能内蒙古鼠疫爆发，现在我们身边已经不止那两个人被确认为鼠疫了。” 鉴于该微博内容敏感，舆论负面影响严重，有可能引起市民恐慌，锡林浩特市公安局党委高度重视，立即责成网安大队展开调查，经与相关职能部门多方核查后，确定该微博内容不属实，并第一时间将涉及散布谣言的李某依法传唤至锡市公安局接受调查。

    经查，李某道听途说他人传染鼠疫的信息并未核实发到自己的微博，该信息夸大事实、严重偏离事实真相，李某本人对其虚构事实扰乱公共秩序的行为供认不讳。

(摘编自头条网)

海底下面有生物并不稀奇，陆地底下不也有蚯蚓吗？不错，但是深海里发现的，是在直到海底下面上千米的岩石和地层里进行着另一类新陈代谢的微生物，它们构成了海底下的深部生物圈。

深海底下沉积物里有微生物，这早就知道，也并不意外。上世纪五十年代调查船在太平洋底取沉积物柱状样，结果确实有微生物，只是向下变少，最深的一根样柱8m长，底部已经几乎没有细菌，由此推想大洋底下也就是顶上几米沉积物有细菌。六十年代晚期，美国“阿尔文号”深潜器有一次出事故，下沉1500m，人员都安全逃出，但是带下去的午餐却深沉海底。奇怪的是过了10个月以后返回原地，发现午餐保存得都还不错，足见深海海底细菌并不活跃，因而科学家们猜想微生物在深海底下的分布是很浅的。

挑战这种观点的是大洋钻探。七十年代起，已经根据深海沉积孔隙水中与的含量和同位素，发现井深一二百米处还有细菌在活动，由细菌活动造成的氧化、的生产和氧化作用，在全大洋都普遍存在。然而带来决定性转折的是1986～1992年间太平洋区的5个航次，每次都在大洋深部的沉积岩芯中发现微生物，其中最深的是在日本海，发现在海底以下518m的深处还有细菌，只是各处钻孔中微生物的丰度都从海底向下急剧减少，从近表层每立方厘米的10亿多个，减到500m深处的1000多万个。

大洋钻探在太平洋的发现，唤起了学术界对海底下面微生物群的注意：在海底以下的深处，居然还有巨大数量的微生物生活着，甚至深海玄武岩里还有细菌生活，构成现在我们所说的“深部生物圈”。为此，英国《自然》（Nature）杂志发表点评文章时，还配了幅漫画，把海底孔隙里微生物的“生活”，形象描绘为边打扑克边抽烟的“底层生涯”。确实，深部生物圈住着地球上“最底层的原住民”，但是它们的生活绝没有漫画里画的那样逍遥。无论是海底下面深部生物圈里的微生物，还是热液口的微生物，都属于黑暗食物链，但是热液口的微生物能够通过化学合成作用自己制造有机物，属于“自养”生物；而深部生物圈的微生物被封存在地层孔隙微小的空间里，只能依靠地层里已有的有机物实行“异养”。它们的新陈代谢极其缓慢，但“寿命”极长，要以多少万年来计算。读者也许会羡慕它们的长寿，可是在这种环境下的微生物，基本上处于休眠状态，“生活质量”无从谈起。尽管如此，微生物也总得有最低限度的能量和修补细胞的物质，此外，这些微生物也总得进行繁殖。它们的繁殖速度如何？有人推测细胞分裂的周期起码得上千年，但这也只是猜想，所有这些都是学术上的未解之谜。

深部生物圈的规模多大，至今并不清楚。这里包括两个问题：一个是深度，一个是数量。近十年的大洋钻探，极大地拓展了对深部生物圈的了解。2010年在贫养的南太平洋环流区钻探，发现一亿年来所有深海沉积层里，都可以有微生物生存。2012年，日本制造的全球最大的钻探船“地球号”（ChIkyu）在日本南边水深1200m的深海，发现在洋底以下2500m、2000万年前形成的含煤层里还有大量微生物生存。钻探大洋基底的岩浆岩，在上地壳的玄武岩、下地壳的辉长岩，甚至由地幔岩风化形成的蛇纹岩里，都发现了微生物。看来与其说深度，不如说温度才是限制微生物分布的下界。现在已经知道发现微生物的深海热液口的最高温度是120℃，而海底下面深部生物圈的微生物至少能适应40-60℃的高温，至于更加确切的温度界限，有待进一步的钻探检测。

多年来，对深部生物圈微生物数量的估算，结果悬殊。20年前最初的估算最为惊人；有人推算出全大洋海底下面有个微生物，合计生物量3000亿吨，因此说地球上的微生物有70%生活在海底和陆地的地下，地下的深部生物圈占据地球上活生物量的30%。然而这种估计有点过头，后来的推算认为海底下面深部生物圈的微生物有个，或者可以到个，不过都少了一个数量级。估算结果如此悬殊，原因在于数据来源不一，而根本上讲还是数据太少。尽管结果相差巨大，却显示出一种共同的分布趋势：从海底表层向下，细胞密度的对数值都是随着埋深的对数下降。这说明深部生物圈微生物数量向下减少的总趋势是普遍现象。关于深部生物圈微生物数量规模的争论，一时不可能有结论，因为实测的样本实在太小，并不足以作全球性的定量推论。

深部生物圈发现的意义已经超越了现有生命科学和地球科学的范围。如果说太阳能并不是生命活动的必要条件，如果说有氧环境下的光合作用不是合成有机物的唯一途径，那么，生命活动的范围在时间与空间里的分布就可以大为拓展。

“深部生物圈”这个名词是美国的戈尔德（Thomas Gold）提出的，他在《深而热的生物圈》里指出，地球表面生物圈对阳光和光合作用的环境要求太高，而具备深部生物圈条件的天体则有很多，这为地外生命的寻找方向指点了迷津。另一个启发来自深部生物圈里生命活动的节奏。如果深海底下的微生物生殖周期以千年计，寿命以万年甚至百万年计，那么这种新陈代谢的慢节奏、黑暗世界里的“慢生活”，揭示出生命活动可以采用与我们以往所知的根本不同的方式进行，极其值得寿命有限的人类去做认真的研究。如果还考虑到文献中的报道，在上亿年古老地层中的琥珀或者盐晶里的微生物，也曾经培育成活，那么微生物世界里“生”和“死”的定义就值得重新推敲。深部生物圈提出的涉及自然哲学和科学世界观的深层次理论问题，应当引起学术界的重视。

（摘编自汪品先《深海浅说》）