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第7章 鬼斧神工—自然界之“火”知识篇(1)

第一节鬼火不鬼——鬼火之谜

“鬼火”,世界上真的有鬼吗?事实上,并没有“鬼”。“鬼火”也仅仅是一种常见的自然现象而已,因此不必大惊小怪。

酷热的盛夏夜晚,人们往往会在郊外旷野或坟地附近,发现蓝绿色的火焰,时隐时现,飘忽不定。一些迷信者常常这样认为:“那是死者的阴魂不散,鬼魂在那里徘徊。”这就是传说中所谓的“鬼火”。

此外,有人发现,如果经过“鬼火”,那些“鬼火”还会跟着人走。

事实上,“鬼火”就是“磷火”。一般情况下,多见于农村、阴雨的天气里。不过,有时也会出现在城市里,原因至今不明。

通常情况下,“鬼火”是因为人的骨头里含有磷,磷与水或者碱相互作用时,便会产生磷化氢。

磷化氢是一种自燃气体,重量轻,容易被风吹动。

然而,这一结论仍未得到证实。

此外,人们在走路时,会带动“鬼火”在后面移动。如果回头看,确实非常吓人,因此那些胆小或迷信的人称“鬼火”会跟着人走动。

从古到今,关于“鬼火”的传说非常多。

由于人们不知“鬼火”的成因,只是发现“鬼火”往往出现在死人的地方,而且时隐时现,所以,人们将其看成是一种不祥之兆,是鬼魂作祟的现象。

关于“鬼火”的传说,中国也有许多。清朝,蒲松龄写的《聊斋志异》,其中就经常提到“鬼火”。而在民间,人们则将其看成是阎罗王出现的鬼灯笼。南宋时期,已经有人对磷质和“鬼火”出现之间的关系有所了解。如南宋陆游写的《老学庵笔记·卷四》中就有“鬼火”的描写:“予年十余岁时,见郊野间鬼火至多,麦苗稻穗之杪往往出火,色正青,俄复不见。盖是时去兵乱未久,所谓人血为磷者,信不妄也。今则绝不复见,见者辄以为怪矣。”清代,纪昀写的《阅微草堂笔记·第九卷》直接提出:“磷为鬼火。”

“鬼火”的传说,在世界各地均有。例如爱尔兰的万圣节南瓜灯,就是由“鬼火”衍生而来的。在安徒生的童话中,同样有以“鬼火”为主题的故事——《鬼火进城了》。据说1669年,当德国炼金术士勃兰德发现磷时,就用希腊文将其命名为“鬼火”。不过,该希腊语同样也可以解释为“启明星”,没有证据能够证明当时他是借“鬼火”的意思来命名磷的。

在日本,传说中的鬼怪,同样也有许多描述“鬼火”的。当他们绘画鬼怪(尤其是夏天出没的鬼怪)时,往往会在旁边画几团鬼火。

如此看来,这个世界上难道真的有“鬼火”存在吗?难道真的有死人的阴魂吗?其实人一旦死了,他的一切活动也就停止了,那些所谓的灵魂是根本不存在的。

从科学的角度来看,“鬼火”只是一种极为普通的自然现象。

它的形成过程是这样的:人体内部,虽然大部分是由碳、氢、氧三种元素组成的,但还含有磷、硫、铁等元素。而在人体的骨骼里,磷化钙含量很多。人死之后,尸体被埋在地下腐烂了,在这一过程中发生了各种化学反应。而磷由磷酸根状态转化为一种气体物质——磷化氢。磷化氢燃点很低,在常温下便能够与空气接触,立即燃烧起来。随后,磷化氢从地下的裂痕或孔洞冒出来,在空气中燃烧,并且发出蓝色的光,这就是人们常常提到的“鬼火”。

自“鬼火”纳入科学探讨的课题以来,大约已经有200年的时间了。现如今,这些诡异的火焰已不再神秘莫测了。不过,也有一些科学家认为,发生化学反应也有可能是由于有甲烷的存在。虽然科学家一直在收集证据,但收集到的却少之又少。而且据资料显示,“鬼火”是“冷火”,是不符合甲烷的燃烧特征的。另外,甲烷是淡蓝色火焰,而“鬼火”则是淡黄色火焰。由此可见,“鬼火”并不是燃烧的结果,而是另一种现象——化学发光。在此情况下,从化学反应中释放出来的能量并不是热量,仅有可见光。这种现象在自然界中,通常用“生物发光”这一名词来描述。而且,动物和植物同样存在这种现象。

对此,苏联物理学家卡皮查是这样解释的:云、树、建筑物在一些特定环境下,都能够产生大量电荷。由于这些电荷的变化能够形成波长不同的电磁波,然后射向地面,再经过反射,在入射波与反射波之间引起干涉,这样一来,就会产生与地表平行的驻波。由于驻波的波幅有着相当强的电场,再加上这一电场非常巨大,能够使空气形成等离子状态或激励状态,像导电原子或分子那样的物质,便会发光。

如果较难理解的话,可以用日常生活中我们熟悉的萤火虫来解释。萤火虫在求偶阶段能够产生亮光,是借助于荧光素酶(一种加速化学反应的酶),使萤火虫腹部的荧光素同氧气发生反应,进而产生光亮。

知识小百科

神奇的“鬼火”

人们见到的“鬼火”,为什么多出现在盛夏的夜晚呢?

盛夏天气炎热,温度非常高,相对而言,化学反应的速度也会加快,易于形成磷化氢。再加上气温非常高,磷化氢自然会自燃。

人们往往发现“鬼火”还会追着人“走动”,这是为什么呢?

通常情况下,空气在无风的夜间,都是静止不动的。磷火质轻,一旦有风或人经过,便会带动空气流动。磷火自然就跟着空气一起移动,以至于与人的步伐相伴。你走路慢,它也走得慢;你走路快,它也走得快。当你静止不动时,由于失去了带动空气的力量,空气的运动也就停止了,“鬼火”自然也就静止不动了,所以根本不存在“鬼火追人”的现象。

第二节与火相伴相生——火山

许多自然现象是我们熟悉的,例如风、霜、雨、雪、打雷、闪电等。

事实上,火山虽然具有神秘性与不确定性,但它只是一种自然现象而已。而且火山爆发往往是与火相伴相生的。

古罗马时期,人们把火山喷发这一现象看成山在燃烧,而且将其原因归为火神武尔卡发怒。意大利南部地中海利帕里群岛中的武尔卡诺火山,便因此得名,同时也成为火山英文名称的来源。

地壳下100~150千米有一个“液态区”,这一区域内有高温高压下含挥发成分的熔融状硅酸盐物质——岩浆。一旦岩浆冲破地壳薄弱地段,也就形成了火山。

在人类史前,有些火山就曾喷发过,然而现在已不再活动,人们把这样的火山称为“死火山”。不过,有些“死火山”也会随着地壳的变动突然喷发,因此被称为“休眠火山”。长久以来,时有喷发的火山,被称为“活火山”。

火山大多出现在地壳中的断裂带,因此其分布并不均匀。从世界这个大范围来看,火山主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚、西亚到地中海一带。现如今,分布在地球上的活火山有99%都分布在这两个带上。迄今为止,地球上已知的“死火山”大约有2000座,已发现的“活火山”大约有523座。

其中有455座在陆地上,有68座是海底火山。

火山喷发有强有弱,这与熔岩性质有着一定的关系。而且喷发时间也长短不一,短则几小时,长则上千年。在短期内,火山喷发给人类和生命财产造成巨大的损失,是一种具有灾难性的自然现象。

不过,火山喷发之后,能够产生许多热能和各种矿产资源,给人民提供丰富的土地。与此同时,还能提供旅游资源。

对于火山喷发的情形,许多书籍中都有详细描述。如《黑龙江外传》中记述了黑龙江五大连池火山群中两座火山喷发的情况:“墨尔根(今嫩江)东南,一日地中出火,石块飞腾,声振四野,越数日火熄,其地遂成池沼。此康熙五十八年事。”

那么,火山是如何形成的?

地表下面的温度随着深度的增加而增高,在距离地面大约32千米的深处,温度太高,使得大部分岩石熔化。由于岩石在熔化时体积要膨胀变大,需要更大的空间。世界上的一些地区,由于隆起的山脉下面的压力在逐渐变小,因此会在这些山脉下面形成一个熔岩库,也叫“岩浆”。

这样一来,就会产生隆起所造成的裂痕,这种物质沿着这里上升。由于熔岩库里的压力比它上面的岩石顶盖的压力要大,于是向外迸发,便形成了一座火山。

“火山口”是火山锥顶部的洼陷,开口处一直通到地表。火山喷发时,会产生炽热的气体、液体以及一些固体物质。

而且这些物质大多都堆积在开口附近,便会形成一座锥形山头。锥形山是火山形成的产物。虽然火山喷发出来的主要是气体物质,但像渣和灰的大量火山岩和固体物质也会同时喷发出来。

事实上,火山喷发出来的岩浆也就形成了火山岩,当岩浆上升到与地表高度相接近时,它的温度和压力开始下降,发生一系列物理和化学变化,岩浆也就变成了火山岩。

任何一件事都具有两面性,例如大自然的风、霜、雨、雪等,所以火山同样也是利弊同行的。

火山喷发往往给人类带来巨大的灾害,但它也会给人类带来许多好处。例如火山资源,人类可以有效地利用它,带给我们生活无穷的乐趣与更多的方便。

通常情况下,火山资源主要体现在它的旅游价值、地热利用和火山岩材料方面。火山与地热形影不离,是一对孪生兄弟,只要有火山存在的地方通常就会有地热资源。地热能是一种新能源,不仅价格低廉,而且不会产生污染物,因而得到了广泛的应用。今天,地热能应用的领域越来越多,例如医疗、旅游、农用温室、水产养殖以及民用采暖、工业加工、发电等。

过去,人们计算过卡迈特火山区的地热能,那里的天然蒸气和热水喷口数不胜数,平均每秒就能够喷出2万立方米的热水和蒸气。

在一年的时间里,能够从地球内部带出4万万亿卡路里热量,换言之相当于6亿吨煤的能量。冰岛位于火山活动频繁地区,可开发地热能高达450亿千瓦时,地热能年发电量多达72亿千瓦时。正由于此,当地人对这一资源进行有效地开发与利用。目前为止,已开发了其中的7%的资源,但已经给当地人民带来了很多效益。地热资源非常洁净,大大降低了石油等能源的进口量。虽然雷克雅未克周围仅有3座地热电站,但却为15万冰岛人提供了热水和电力,整个冰岛有高达85%的居民取暖用的都是地热能。1975年后,冰岛空气质量指数大大提高。不仅如此,当地居民非常善于提高地热资源的使用效率,例如温室蔬菜和花草种植、建立全天候室外游泳馆、在人行道和停车场下铺设热水管道以加快冬雪融化等。现如今,全球已有十多个国家正在利用地热发电。此外,中国西藏的羊八井还建立了我国规模最大的地热试验基地,成绩相当好。

更为重要的是,火山活动还能够形成多种矿产,最普遍的是硫黄矿。陆地火山经常喷发玄武岩,往往结晶成自然铜和方解石;而海底火山喷发出来的则是玄武岩,往往形成大规模的铁矿和铜矿。

除此之外,还有人们熟知的钻石,它的形成也与火山有关。玄武岩分布最广,是一种火山岩,而且是一种很好的建筑材料。经过熔炼后的玄武岩,被人们称为“铸石”。它最大的特点是坚硬耐磨、耐酸、耐碱、不导电和可作保温材料,常用来制作各种板材、器具等。

火山喷发,往往会破坏原来的地面景观。然而,在破坏的同时又重新塑造出许多为人惊叹的新的火山奇观。

火山喷发后期,会出现间歇泉,它是一种自然现象。这是由于地下温度很高,能够将地下水加热到具有一定压力,这样一来,水和蒸汽就会从喷口喷涌而出。当压力降低时,便会停止喷出。当间歇泉的喷管空了之后,又逐渐被水充满,整个过程重新开始,间歇泉就是这样有规律地喷发。闻名于世的美国黄石公园的间歇泉,其中有些可以喷射高达100余米,其吼声势如惊涛骇浪,使人惊心动魄。

黄石公园的老忠实间歇泉就是举世闻名的间歇泉。现如今,它大约已经有规律地喷发了200余年,给人留下了深刻的印象。由于地表深处有许多炽热的岩石,当它们把喷出口或喷管内的水加热到沸点时,蒸汽和水集聚起来,直到它们从顶部喷出。其中有的水柱喷出的水很高,大约为180米。沸水散发出的蒸汽,像一团团挂在天边的洁白的云。它每隔一小时便会喷射一次,每次用时5分钟,且准确无误,因此得名老忠实间歇泉。

还有一些火山口底部有岩浆湖,看上去就像一锅滚开的粥一样。

例如夏威夷岛上的基拉韦厄火山,火山口直径为4千余米,深为130米。其火山口底部,就是一片岩浆湖,深10余米。有时,湖上还会出现岩浆喷泉,高达数米。

中国的“地下森林”,位于黑龙江省,由7个死火山口演化而来。

风化作用使得火山喷发物形成了肥沃的土壤,为那里生长的植物提供了很好的生长环境,因此植物生长极为繁盛。在世界上,这种地下森林是极为罕见的。

号称“世界第八奇迹”的恩戈罗恩戈罗火山口,堪称大自然的鬼斧神功之作。它深达600多米,上面直径为18千米,面积为254平方千米,底面积为260平方千米,像一口直上直下的巨井。更让人吃惊的是,这口巨大的“井”里,还生活着各种动物。例如狮子、长颈鹿、水牛、斑马等,简直是一个热闹非凡的动物园。

阿苏火山具有全球最大的破火山口,它位于日本九州岛之上。

这个火山口东西方向为17千米,南北方向为25千米,周长为100多千米。规模如此之大,当时爆发的巨大威力可想而知。

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