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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(guài),一直是人们茶余(yú)饭(fàn)后最热衷的谈资(zī),也是(shì)大家对深(shēn)海探索最大的恐惧。

在挪威的大海中,和三文鱼一(yī)样(yàng)被广(guǎng)为人知的生物叫“克拉肯”,这个(gè)家喻户晓的(de)挪(nuó)威海怪还有另外一(yī)个名字“北海巨妖(yāo)”。

它被认为是最有可(kě)能存(cún)在(zài)的神话(huà)物种,虽(suī)然没有人真正见(jiàn)过它的样子,但是在众多小(xiǎo)说和影视作品的渲染之下,这个北欧神话中的(de)明星(xīng)海怪早就已经红出(chū)圈了。

根据神话(huà)记载,“北海巨(jù)妖”居住(zhù)在挪威和格陵(líng)兰岛附近,它的(de)背部(bù)周长1500米(mǐ),比一座小岛还(hái)要大,可以轻易地使用它的(de)触手将巨大的船只(zhǐ)完全拖入海底,甚至还(hái)有军舰遭遇(yù)海外袭击沉入海底的传说。

那(nà)么这究竟(jìng)是一种什么(me)样(yàng)的(de)恐怖力量呢?阿基(jī)米德已经给了我们答案,浸没在流体中的物体上的浮力(lì),相当于物体排开(kāi)流体的重(zhòng)量,所(suǒ)以(yǐ)只需要用船舶的总吨位乘(chéng)以(yǐ)海水的密(mì)度和重(zhòng)力,然后减去船(chuán)的(de)重量,就(jiù)可以知道(dào)还要将一艘普通大小的舰船完全拖到水下至少(shǎo)需要400吨的力(lì)量。这对海(hǎi)怪的肌肉力(lì)量要求(qiú),超出了人类的认知范围。

随(suí)着现代生物学(xué)的发展(zhǎn),过于荒(huāng)诞夸张(zhāng)的海(hǎi)怪(guài)传说也逐(zhú)渐消失(shī)。由于(yú)从来(lái)没有发现过(guò)北海巨妖的尸骨残骸,所以人(rén)们猜测它没有脊椎和(hé)骨骼。因(yīn)此挪威海怪(guài)的原型被认为是一(yī)种巨大的(de)头(tóu)足类(lèi)深海海洋(yáng)生物。

随着(zhe)人类对海洋的不断探索(suǒ)和研究(jiū),发现在黑暗冰(bīng)冷的深(shēn)海(hǎi)当(dāng)中,海(hǎi)洋生物已经进化得相当怪异,甚至恐怖,而且非常地(dì)巨大。巨型的日本(běn)蜘蛛蟹、大红水母、鲱王黄带鱼、大王乌贼(zéi)、格(gé)陵兰鲨鱼,以及(jí)巨型的等足类动物等等。

这些巨型(xíng)深海生物和(hé)它们潜水区的(de)近(jìn)亲相比(bǐ),就好像(xiàng)得了巨人(rén)一样(yàng)。其实在(zài)寒(hán)冷(lěng)黑暗的(de)极端压(yā)力环境的深海,海洋生物进化出巨(jù)大的体态几乎(hū)是必(bì)然(rán)的(de),那(nà)么其背后的生物学原(yuán)因(yīn)到底是什么?挪威海(hǎi)怪(guài)的原型又是谁呢?

海洋占据着(zhe)地球71%的表面积,但(dàn)是(shì)人类对(duì)海洋的探索却不(bù)到5%,在超过13.5亿立(lì)方千米的海水深处,星罗密布地(dì)埋葬着人类文明的遗迹,以及(jí)太多未知(zhī)的神秘生(shēng)物(wù)。

200米(mǐ)深(shēn)度以(yǐ)上的(de)海洋叫(jiào)做海洋上层(céng),在这里(lǐ)阳光可以明显地(dì)直射下来,是海洋中唯一存在光(guāng)合作用的区域。浮游生物和绝大部分的海洋生物(wù)在这里营造出了一片(piàn)丰富(fù)多彩且(qiě)欣欣(xīn)向(xiàng)荣(róng)的海底(dǐ)世界。

当深度超过200米,就到(dào)了海(hǎi)洋中(zhōng)层,海水的(de)温度、盐度(dù)和密度在这里发生(shēng)了急剧(jù)的变化(huà),阳(yáng)光变(biàn)得(dé)越来越微弱。到达1000米以下的(de)深海层,我们会发现(xiàn)海洋生物(wù)已经(jīng)开始进化出(chū)了照明设备(bèi)。

我们(men)唯一能看到的光(guāng)亮来(lái)自鱿鱼的(de)皮(pí)肤或者是琵琶鱼诱饵器官(guān)所发出(chū)的(de)生物光(guāng)。

从海平面以下(xià)400米开始,海洋中的食物(wù)就变(biàn)得(dé)非常稀(xī)缺了,随着阳光的逐渐减弱,光合作用的藻类和浮游生物彻(chè)底消失了,作为(wèi)食物链中的关键部(bù)分,这直接导(dǎo)致(zhì)了深海动物们的生活变(biàn)得(dé)更加(jiā)艰难。

多数的海洋生物只能依靠浅水区倾泻(xiè)下(xià)来(lái)的有机(jī)物碎屑进行生存,这种像雪花一样飘落的沉积现象叫做“海洋雪”,主要(yào)由死亡的浮游生物,上层生物的粪便颗粒以及一些(xiē)腐烂的尸体(tǐ)碎(suì)片构(gòu)成。

有很多的海(hǎi)洋生物是(shì)完全依赖“海洋雪”所生存的,所(suǒ)以(yǐ)海洋雪是(shì)深海和底部生态(tài)系统的基础(chǔ),但是(shì)它们不足以支(zhī)持大量的生(shēng)命物质,食物网的紧(jǐn)张(zhāng)导致了深海中的生物(wù)数量稀少,同时也让深海生物的捕食压力大大增加,许多(duō)不吃(chī)“海洋(yáng)雪”的生(shēng)物,就只(zhǐ)能以吃“海(hǎi)洋雪”为(wèi)食的(de)动物。

所以在这个区域,任何(hé)的(de)鱼类、甲壳类或者是头(tóu)足类的动物都是更大型捕食(shí)者的目标。为了摆(bǎi)脱(tuō)这样的困境,所有的生物都在努力地进化,让自己从(cóng)猎物转变为“顶级捕食者”。

比如被人们认为是最接近挪(nuó)威(wēi)海怪(guài)原型(xíng)的重点嫌疑(yí)犯---深海巨(jù)鱿。说到巨型鱿(yóu)鱼,我们最先想到的就(jiù)是传说中的“大王乌贼”。

大(dà)王乌贼是大王鱿科,大王鱿(yóu)属的头足(zú)类软(ruǎn)体动物,因(yīn)此准确来讲应(yīng)该(gāi)叫“大王(wáng)鱿”,它们实际上(shàng)并不是乌贼。巨型的(de)鱿鱼大(dà)多(duō)栖息在绝(jué)对(duì)黑(hēi)暗的深海当中,一直以(yǐ)来都是谜一般的存在(zài)。

在(zài)21世纪之前,我们对巨型鱿鱼(yú)的了解(jiě)主要(yào)是(shì)来(lái)自被冲上岸边的标(biāo)本。直到2004年,人类才(cái)在1000米的(de)深海中,拍到了第一(yī)张(zhāng)巨(jù)型鱿鱼的(de)照片,有史以来发(fā)现(xiàn)的大王鱿(yóu)最大(dà)的个体长达13米,就好像一辆公交车在深海(hǎi)中航行。与大多长度不超过60米的(de)鱿鱼(yú)相比(bǐ),大王鱿的体重能够(gòu)达(dá)到275公(gōng)斤。科学家(jiā)们认为,由于拥有如此巨大的体型,它(tā)们的上(shàng)面(miàn)几乎没有捕食者。

大王鱿拥(yōng)有两条(tiáo)极(jí)长(zhǎng)的(de)触腕(wàn),能够达到其他腕长的(de)2.5倍到4倍。触腕长(zhǎng)有4个吸(xī)盘(pán),可以轻易且舒(shū)适地捕食深(shēn)海中的其他(tā)鱼类,但大王鱿并不是深海鱿鱼中(zhōng)最(zuì)大的一种,目前人类所发现的最大深(shēn)海鱿鱼是(shì)大王酸浆鱿,这种生活在南极海域的(de)巨型鱿鱼身(shēn)长大约10米,虽然没有(yǒu)大王鱿长(zhǎng),但是体重能达到(dào)大王鱿的2倍,它们是世界上最(zuì)大的无脊椎动物,更是一种具(jù)有侵略(lüè)性的顶级捕食者,尽管它们无法(fǎ)击(jī)沉(chén)军舰,但是却可以轻而易(yì)举地颠覆帆船(chuán)或者是小(xiǎo)型的渔船。

因此(cǐ),大王酸(suān)浆鱿被(bèi)认为是最接近挪威(wēi)海怪原(yuán)型的(de)物种。而(ér)深海能够(gòu)如此(cǐ)巨大的另一个原因,让我们对海底的巨兽有了新的认知(zhī),我们都(dōu)知道(dào),越大的生物体吃得也(yě)就越多,但是克莱伯定律告诉我们(men),生物(wù)体的(de)新(xīn)陈代谢和身体大(dà)小之(zhī)间并不是(shì)一个线性(xìng)的关系。比(bǐ)如一个200斤的胖子所燃烧的卡路里,绝不会是一个100斤美女的两倍;一匹比老鼠重1000倍的马(mǎ),也不(bù)需要(yào)多(duō)出1000倍的能(néng)量(liàng)才(cái)能够(gòu)驰骋草(cǎo)原(yuán)。

它们之间其实有一个非常漂亮的数学关(guān)系,克莱伯(bó)定律(lǜ)的适用范围非常广。从(cóng)地球上最大的生物蓝鲸到极小(xiǎo)的(de)线粒体都遵循(xún)着克(kè)莱(lái)伯定律。而巨大的深海(hǎi)鱿鱼将克莱波定律(lǜ)提升到(dào)了(le)一个新的水(shuǐ)平。

研(yán)究(jiū)发现,巨型鱿鱼(yú)的(de)新陈代谢率(lǜ)非常(cháng)低,一条(ti自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算áo)5KG的成年鱼类可以让一条500公斤的鱿鱼吃上半(bàn)年,因(yīn)为(wèi)它们(men)每天只需(xū)要燃烧45卡路里的能量,这(zhè)相当于一个成年(nián)人慢跑1.98公里(lǐ)。巨型由于每天只需要0.03公斤的食(shí)物就可(kě)以维(wéi)持生(shēng)命,这(zhè)个能量需求(qiú)比其他同级别掠(lüè)食者(zhě)要(yào)低上600倍,这也意味(wèi)着(zhe)它们的生活是慢节奏(zòu)的,不会像大(dà)白鲨那样狂野地(dì)追逐猎物。守株(zhū)待兔是(shì)巨型鱿鱼(yú)的生存之(zhī)道。

大王(wáng)酸(suān)浆鱿还拥有动(dòng)物界中最(zuì)大的眼(yǎn)睛,宽(kuān)度能够(gòu)达(dá)到30厘米(mǐ)。它们(men)的(de)眼睛长有发光(guāng)器,能(néng)够自己(jǐ)产生光芒(máng),也(yě)能够觉察到(dào)其(qí)他生物所发出的微光,但(dàn)是它们大眼睛的(de)主要作用(yòng)是用于(yú)对(duì)付自己的天敌抹(mǒ)香鲸(jīng)。深海中的生物(wù)身(shēn)体巨大的另一个原因很可能是深(shēn)而(ér)寒冷的水。

伯(bó)格曼法则认为,在恒温(wēn)动物当(dāng)中,即使(shǐ)是(shì)同种(zhǒng)动物,生(shēng)活在寒冷地方的个体,其体积、体重(zhòng)一般较生活在温(wēn)暖地方的个体都(dōu)会大一些。但是很(hěn)明显,某些变温动物也遵循这个法(fǎ)则。所以(yǐ),我(wǒ)们会在极地区域的海洋当中看到超出(chū)常规的巨大海绵(mián)、蠕(rú)虫,甚至是巨大(dà)的(de)单细(xì)胞生物(wù)。其中(zhōng)最有趣的是北冰洋中(zhōng)最大的(de)鱼(yú)类(lèi)---格陵兰鲨。

成(chéng)年的格陵兰鲨体(tǐ)长7米,体重可达1400公斤,生活在2000米(mǐ)以下的极地深海当中。是(shì)唯一能够全年抵御北极(jí)寒(hán)冷(lěng)水(shuǐ)域的鲨鱼。格陵兰鲨(shā)同(tóng)样(yàng)有(yǒu)着(zhe)极低的新陈代谢,捕食的方式(shì)也和(hé)巨型鱿鱼相似,它们善于采取以(yǐ)静制动的方式,坐等食物自己上(shàng)门(mén),如(rú)果(guǒ)没有活的,它(tā)们也会吃掉能够找到的任(rèn)何(hé)动物尸体。

格(gé)陵(líng)兰鲨还(hái)是世界上最长寿(shòu)的(de)脊(jí)椎(chuí)动物,在它们的眼睛(jīng)里有一些蛋白质,在(zài)它们出生之前就已经(jīng)形成了,这些(xiē)蛋(dàn)白质不会随着年龄(líng)的增加(jiā)而降解。所以(yǐ)科学家通过对其进行碳定年法,估计它们(men)的平均寿命至少为(wèi)272岁。一些心情舒畅、心(xīn)情安逸的格陵(líng)兰鲨甚至(zhì)可能会超过500岁。

我们(men)刚才(cái)所聊的这些海洋生物(wù)都(dōu)是在4000米以(yǐ)上的海水区域,而当(dāng)我们穿(chuān)过深海层(céng)潜(qián)入到更(gèng)深(shēn)的海底时,一(yī)些极端的深海巨人(rén)症的案例再一(yī)次刷新了我(wǒ)们(men)对(duì)海洋(yáng)的认知(zhī)。

在(zài)海平面以(yǐ)下4000到6000米(mǐ)的区域叫做深(shēn)渊层,是海洋中最宽(kuān)广的地带,总面积超过(guò)3亿平方公(gōng)里,占地球表面积的60%。6000米以下(xià)的深海(hǎi)是超深渊层,也叫(jiào)哈(hā)达尔(ěr)区(qū)域,它一般存在于狭长的V型海底峡谷深处(chù)。地球(qiú)上(shàng)目(mù)前已经确定的哈(hā)达尔栖息地46个,最(zuì)深的一处是形成于(yú)6000万年前的马里亚(yà)纳海沟(gōu)。哈达尔区域(yù)处在绝对(duì)的(de)黑暗当中,水温在1到4摄氏度之(zhī)间(jiān),压力是地面上(shàng)的(de)1100倍以(yǐ)上。

在(zài)这里,海洋生命的基(jī)础“海(hǎi)洋(yáng)雪(xuě)”几乎不(bù)会(huì)再(zài)流(liú)淌下来,理论上不(bù)会(huì)有生命出现在这样(yàng)的极端环境当中(zhōng)。但是,当(dāng)人类到达这(zhè)里时,发现很多的片脚类生物在海底爬行,而且体型巨大(dà)。潜水中的端足类生物长度一般在1cm左右(yòu),但在这里(lǐ),同类物(wù)种自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算的(de)体长能够达到34cm,这样的视(shì)觉效果(guǒ)相(xiāng)当于你看到了一只蚊子,比(bǐ)老鼠还要大(dà)上(shàng)一圈。

科学家(jiā)还在这(zhè)里发现了(le)世界上最(zuì)大的脚(jiǎo)角类动物(wù),以及长(zhǎng)达50厘米的超(chāo)巨型的等足类动物。这些巨大的片脚类和等(děng)足类动物在10000米深的海底默默无闻(wén)地做着(zhe)清道夫的工作,它们会吃掉任(rèn)何出现(xiàn)在面前的分解物质。

庞大的体(tǐ)型(xíng)可以让它们储存更多的能量和食物,也(yě)可(kě)以为干饭(fàn)而长途跋涉到(dào)更远(yuǎn)的距离。但是在这样的(de)极端环境之(zhī)下,这里(lǐ)的食物资源仍然非常(cháng)贫(pín)瘠,这些巨大的生物的食物来源依然(rán)令(lìng)人(rén)费(fèi)解(jiě)。后来(lái),研究人员(yuán)在一种(zhǒng)端(duān)足类动物的身上发现了一种(zhǒng)独(dú)特的纤维素(sù)酶(méi)。

这种(zhǒng)纤维素酶(méi)有一(yī)个神奇的功(gōng)效(xiào),它可以分解植物物质。但是生活在0植物环(huán)境中的端足类动(dòng)物,理论上(shàng)是(shì)不需(xū)要(yào)这种酶的,海洋雪形式的藻类也根本无法(fǎ)抵达这(zhè)里(lǐ)。

但科学家(jiā)测试研究这(zhè)种独特(tè)的纤维素酶(méi),发现它可以将锯末或(huò)者(zhě)是自旋量子数计算公式各符号含义,自旋量子数如何计算木浆直(zhí)接(jiē)转(zhuǎn)化(huà)为(wèi)葡萄糖。而(ér)且环境的压力(lì)越大,这(zhè)种酶的活性就越大,消化纤维素(sù)的(de)速(sù)度(dù)也(yě)就会越快。

另外,在万米的海底这种(zhǒng)超高压低温的环境当中,海(hǎi)水会变得更加粘稠,较大的体态(tài)可能会让这些深海无脊椎动物在呼吸(xī)上(shàng)具有更大的优势,更(gèng)好地(dì)克(kè)服水中较大的黏性力(lì),这可能是它们进(jìn)化(huà)成(chéng)巨大体态的另一个原因。而(ér)在对这些海底(dǐ)生物的研究当(dāng)中,人类得到了更为震惊的发现。

广州地(dì)球化学(xué)研究(jiū)所曾在10000米水深(shēn)的钩(gōu)虾体内(nèi)发现了C14的(de)信号。让(ràng)人感到遗(yí)憾的是,这些(xiē)C14的信号竟然(rán)来(lái)自(zì)人为的核爆(bào)。

科学家还在马(mǎ)里(lǐ)亚纳海沟的深处检(jiǎn)测到了塑料(liào)垃圾。尽管现在(zài)的浩瀚海洋广阔(kuò),生态资源丰富,但其中(zhōng)很多区域的(de)生态系(xì)统(tǒng)是非(fēi)常脆弱的,许(xǔ)多(duō)的海洋生物已经濒临灭绝(jué)的边缘,甚(shèn)至(zhì)很多(duō)的(de)物种在人类发现之前,它(tā)们可能就已(yǐ)经灭绝了。从1950年到(dào)现(xiàn)在,人类(lèi)所(suǒ)制造的塑料垃(lā)圾已(yǐ)经(jīng)超过(guò)了100亿(yì)吨,平均每(měi)年都有超过3000万吨的塑(sù)料废弃物(wù)排入到海洋当中。

环境污染、过度捕捞、深海采(cǎi)矿(kuàng)、气(qì)候(hòu)的变化所导(dǎo)致的海洋化学变(biàn)化都是对海洋生态系统的严重威胁,所(suǒ)以保护环(huán)境人人有责。

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