新知文库56：奇妙的尘埃
标 签：经典名家著作 社会科学
尘埃，大自然的毫末之物，却从宇宙诞生之日开始，就影响着一切。就宏观而言，星系的成形、地球的诞生、生物的灭绝、城市的消失，大气的升温等都与尘埃脱不了干系。就微观而言，千奇百怪的尘埃竟然是无数微生物充满诗意的栖居地，也是多种疾病的罪魁祸首。细细观察，一沙一世界，它像《黑衣人》中猫咪的铃铛一样别有洞天。
汉娜·霍姆斯采访了诸多领域的专家，为我们奉献了一次令人心醉神驰的奇妙之旅。作者文笔清新，字里行间流露着对自然的孺慕与关怀，也诉说着“尘归尘、土归土”的偶然与宿命。
汉娜·霍姆斯（Hannah Holmes），生于1963年，1988年毕业于美国南缅因州大学。科普作家、记者、评论家，作品常发表于《洛杉矶时报》《纽约时报》《国家地理旅游家》等刊物。美国探索频道（Discovery Channel）网站“现场报道”和“科学生活”专栏作家、美国国家公共广播电台（NPR）“地球生活”节目嘉宾，曾前往世界各地进行科学考察。除本书外，还著有多部科学与自然历史学作品：《盛装猿》（The Well-dressed Ape）、《怪癖》（Quirk）、《郊区的野生动物》（Suburban Safari）。现居缅因州波特兰。
前言 地球新闻播报员 1
第 一 章 沙尘的世界 6
数量惊人的微粒
百分之一，万分之一……
不可或缺的小东西
人类与尘埃
聚众进袭
过去与未来
第 二 章 星辰的生死轮回 20
碎片的凝聚
遥想星际尘埃
孕育星球
太阳的成形
地球的诞生
第 三 章 轻巧神秘的星尘雨 38
遥远的旅程
造访地球
捕捉星尘的猎人
如获至宝
身世之谜
抽丝剥茧
星星的传承
第 四 章 恐龙灭绝与沙尘暴 60
洪荒时代
被掩埋的古老历史
制造沙尘
漫天狂潮
沙尘暴疑云
现场重建
第 五 章 腾腾上升的烟云 82
沙尘袭击
企鹅微粒
空气中的小生命
御风飞行
渡鸦的交易品
纵火成瘾
污浊上路
第 六 章 风中尘埃无国界 111
向东飘移的沙流
沙尘笼罩
尘埃猎人
空中河流
亚洲快递
落归异乡
小肯尼迪的悲剧
来自撒哈拉
全球一体
第 七 章 冰河与尘埃 135
南极冰芯
冰中微粒
弦外之音
沙尘的把戏
身世比对
风的影响
珍贵的冰芯
有待证实的学说
浮游生物的角色
硫粒子与二氧化碳
不能降雨的云朵
第 八 章 沙尘雨，直直落 162
加勒比海的滋养
绝地生命
海底电梯
神奇肥料
珊瑚瘟疫
青霉菌预报
呼吸道里的战争
愈小愈危险？
第 九 章 隔壁来的讨厌鬼 191
危险的结晶
与石棉比邻
顽强的石英粉末
煤尘杀手
生物微粒的侵扰
农场危机四伏
细小物体的巨大灾难
木乃伊的肺
意想不到的尘害
第 十 章 室内的隐形杀手 223
登堂入室
扫帚与吸尘器
" 伪"清洁用品
狡猾的爽身粉
烟雾弥漫厨房
温水里的房客
屠城木马
婴儿吸尘器！
霉菌部落
勤奋的尘螨
家中的尘埃生态圈
退化与进化
卫生假说
第 十一 章 回归尘埃 263
火葬的奇想
骨灰的创意去处
地球的可能结局
终极命运
延伸探索 网站相关资料 279
参考文献 287
纵火成瘾
天空中原本就布满大自然的尘埃——沙漠尘埃、火山灰、海盐、树木的分泌物、生物的断肢残骸与硅藻等，同时天空也是一个充满人造沙尘的地方。
火苗是天空中黑烟的来源。很久很久以前，灵长类爬下树木，开始用力敲打岩石以制造火花，火苗熄灭后剩下一堆灰烬，岩石彼此用力撞击也会产生粉末。在南非，翻滚的岩石迸出火花，引燃一场草原大火，仍然是司空见惯的事。自从人类学会敲石取火，就懂得利用火来控制动植物供作己用。现在，人类是制造火苗余烬的头号来源。
在巴拿马共和国的巴拿马市，史密森热带研究中心的古植物学家多洛雷丝·皮佩尔诺（DoloresPiperno）专事研究远古的纵火行为。她是一位态度庄重的女士，留着短棕发，有一副坚毅的下巴。皮佩尔诺利用湖底一层层完好的烂泥巴，重建远古的环境。而且，她一点也不像环保人士一样对古印第安人抱持着浪漫情怀。
“他们是技巧高超的猎人兼采集者，”她说的是一万一千年前居住在中美洲及南美洲的古老祖先。“他们知道如何用火，来到这个地区之后就开始生火。”
砰的一声，她将笨重的证据放在实验台上。那是一块冷冰冰的烂泥，被塑料布和胶带裹成圆桶形。裹在层层外衣底下的是可以解开远古谜题的尘土——“植物硅酸体”（phytolith，亦称植石），字面的意思是“植物石头”。许多植物在叶片、果皮和种子外壳的细胞中制造细微的石头，可能是为了让毛毛虫之类的生物嚼食起来就像在吃玻璃碎片，借此阻止这类生物的掠食。当麦片麸皮刮过你的喉咙，皮佩尔诺说，那正是硅酸体造成的不适效果。
植物硅酸体具有五花八门的外形，从简化的蝴蝶到花朵，再到哑铃、高尔夫球、玉米仁，甚至是弯皱的意大利千层面等。许多硅酸体的大小为头发十分之一宽左右，但有些“千层面”可以是那大小的十倍，这对正在咀嚼的昆虫来说，一定就像在吃玻璃窗一样开胃。而且每一块小石头都带有独特的讯息，因为每一种形状都是由不同的植物制造的。植物硅酸体在微小有机物的周围形成，所以能根据放射性碳来测年。此外，当它们被火燃烧时会变成黑色。
因此，当皮佩尔诺从古代烂泥中分离出植物硅酸体，她可以清楚描绘出古代人民如何改变远古的土质。远在一万一千年以前，泥淖中充满了树木和灌木丛等森林植物的硅酸体，然后开始慢慢减少。到了大约四千年前，泥淖中完全找不到那些森林植物的硅
酸体——因为森林全被居民移平了。
那么，古代人民的居住地究竟发生了什么事？当森林后退，空地植物的硅酸体——莎草（sedge）和农作物进驻到这个地方。而且，通常这些硅酸体呈现黑色。皮佩尔诺说，四千年以前，这种农作物（现在已知是谷类）的硅酸体就固定出现在土壤中。被压扁的谷类硅酸体的数量与体积大小均持续成长，反映了作物被驯化的过程。从这些新的尘埃来研判，皮佩尔诺说，当时农业已经遍布全世界。而且为了清理耕地并将养分留在土壤中，这些农民每隔几年就会放火烧地。
然后，在消失了几百年之后，森林硅酸体突然又回到五百年前的泥淖之中。“当时西班牙入侵中美洲”，皮佩尔诺带着怜悯的笑容说，“这些放火烧地的农民都遭到屠杀了”。
然而，放火烧地的习俗仍然存在于温带以及热带的农业中。从非洲大草原到南美洲的森林，农民为了清理农田、牧场、新开发的道路以及乡镇，会习惯性纵火烧田。究竟有多少绿色植物燃烧产生的气体和烟灰进入空气中？这个问题仍存争议，因为科学家还在研究这个课题。例如，非洲大草原上的大火非常炽热，短时间就将草原燃烧干净。然而，在湿厚的森林中，火苗的温度较低，会因此产生更多的烟雾以及更复杂的化学分子，包裹着煤灰颗粒。再者，亚洲每年燃烧约一亿一千八百万吨的粪肥用来烹饪或取暖，燃烧粪肥也会产生浓浓的黑烟。
关于烟产量，一般推测认为，燃烧一平方英里（约2。6平方公里）的土地，每小时可以制造一吨半的烟灰颗粒。不过也有人认为速率可能是每小时20吨。不管是哪一种推测，数量都很惊人。从太空中看地球，浓烟显而易见，看起来就像喷射机拖曳过的痕迹，在数百公里的土地和海洋上曳入天空。
热带地区之外的植物对于人类频繁的燃烧行为没有防御能力。研究用火行为的历史学家斯蒂芬·派恩（StephenPyne）称纵火行为是“不知悔改的上瘾”，许多美国农民坚持在播下新种之前，必须依照古老的方法来清理前一年收割后留下的残株。后来由于对人类健康的疑虑，警告的声浪愈来愈高，最后终于在这个世纪开始减少放火烧地的行为。
另一项令人吃惊的烟灰来源是最北方的森林。加拿大和俄罗斯境内的森林占了全世界森林总量的五分之一。跟热带地区一样，许多北方的森林大火是人为纵火——在加拿大约占一半。而发生在遥远干燥森林的火灾往往不知原因。
在加拿大，或许在俄罗斯也一样，几乎所有的火灾都是“树冠火灾”。这种火灾的火焰温度很高，从土壤燃烧到树冠，比起只是在地面上延烧的火苗，能产生更多的浓烟，蹿到更高的空中。在特别干燥的一年，火灾甚至可以烧到森林底层一米深的地方，产生特别浓的烟雾。由于气候改变似乎让北方地区的气温急速上升，这些森林有可能变得更干燥，燃烧产生更大量的烟雾。
美国太空总署估计，草原大火、焚田与森林大火等天然或人为火灾，造成每年约1～12个得州般大的土地燃烧，摧毁20亿～110亿吨的植物，产生数百万吨的烟灰到空气中。假如火苗的热度将烟灰吹到对流层，烟灰可以传送到很远的地方。例如，来自墨西哥的浓烟曾经呛到北达科他州、威斯康星州和佛罗里达州的居民。加拿大的火灾浓烟则常常传到新英格兰甚至到路易斯安那州。
尽管受到严重的人为影响，森林和草原大火所产生的烟灰，仍然是天然的煤灰与有机物质。从第一株植物燃烧开始，一堆一堆煤灰就这样诞生了。
然而，战争引起的火灾，所产生的却不是自然的尘埃。当萨达姆·侯赛因（SaddamHussein）的军队从科威特撤退时，纵火焚烧613座油井的行为引发了战争道德上的争议。除了损失大量原油以外，火灾也制造出无数的煤灰和其他化学物质。一朵黑云在科威特
降下黑雨，后来还殃及邻近的国家。当火势蔓延，掩盖在浓烟下的地区，温度下降了十摄氏度之多。
猛烈的森林大火与恶意的战争火灾，都是戏剧性的火灾。但即使是我们每天为了民生起居而点燃的小火也在制造烟雾。每当我们点燃一根火柴、烧烤一块汉堡肉、生起一团营火，都在制造更多浓烟到空气中。
……
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