1947年至1991年,以美国、苏联为首的两个大国为了争夺世界霸主地位,展开了包括政治、经济、军事等各方面的竞争,这场竞赛被称为“冷战”。冷战期间,美苏两国分别制造了数千颗核弹,并你来我往地引爆了数百颗核弹,是人类历史上引爆核弹最多的时期。让人意想不到的是,几十年后,核弹的“硝烟”还未散尽,不过也许这次是好事。
核弹改变降水
我们知道,云中包裹着许许多多的小水滴和水蒸气,它们相互碰撞融合,水滴越来越大、越来越重,重到云朵承载不住就落下成了雨。为什么小水滴能很快找到自己的“同类”并融合呢?这是因为云层中有许多小尘埃,它们都带有许多电荷,当这些尘埃吸附到小水滴身上时,所带的电荷会产生相互吸引的静电力,加速了水滴的融合。也就是说,云层中的电荷越多,水滴融合的速度越快,当地的降水就会增加了。
英国雷丁大学的大气物理教授贾尔斯·哈里森和他的同事证实了这个想法,他们分析了来自英国伦敦和设得兰群岛的两个气象站的1962年至1964年间的降水数据,并且比较了云层中的放射性和电荷值与降水量之间的关系。结果显示,在云层放射性和电荷增加的日子里,降水量平均比其他时间增加了24%,这种差异在放射性下降之后的几年中消失了。
云层中的高放射性是如何产生的呢?研究小组通过追踪云中的放射性元素发现,少量放射性是来自宇宙射线带来的放射性元素磷-32和铍-7,剩下大部分放射性则是来自那几年大量引爆的核武器产生的锶-90和铅-210等元素。放射性元素衰变的同时,还会释放出大量带电粒子,这正是放射性和电荷密切相关的原因。
在阿联酋的沙漠地区,研究小组的实验得出了同样的结论。他们向云层中发射了无人机和气象气球,观察到降水前夕,较厚的云层中的电荷总是非常丰富。2020年,研究小组参加了阿联酋举行的降水促进计划比赛,计划通过向云层中“充电”的方法来增加沙漠地区的降水。
核弹影响深海
位于太平洋西部的马里亚纳海沟,深度达到11000米,能淹没地球最高的珠穆朗玛峰,温度在零度上下,水压高达大气压的1000倍以上,可能是地球上最人迹罕至的地方,但就连这里也受到了核弹的影响。
2017年,中科院地球化学研究所的地球化学家王宁及其团队使用诱捕装置从西太平洋的三个海沟(包括马里亚纳海沟)捞到了一种被称为钩虾的甲壳类动物。钩虾的生存环境很广泛,从浅海到海沟处处可见,不过研究小组发现,深海钩虾与浅海的不太一样,它们的肌肉组织和肠道中有很高含量的放射性碳-14。这是为什么?
冷战时期进行核武器试验后,因为核弹释放的中子与空气中的氮分子发生反应,使得大气中的碳-14含量比原先增加了一倍。但慢慢地,大气中的碳-14含量开始下降,到了20世纪90年代,大气中的碳-14含量已经只有核武器试验前的80%左右。最近,科学家才发现,这些碳-14分子并没有消失,而是进入了海洋,并且囤积到了海洋生物的体内,就连深海钩虾都没有逃过。
在深海生物钩虾体内,科学家发现了核弹爆炸的残余物——放射性碳-14。
原来,为了适应海沟的低温高压环境,深海钩虾进化成了一个“懒虫”,平时是能不动就不动,就连“捕食”也是张大嘴巴等着捡漏上方的大鱼们吃剩下的残渣,而它们体内高含量的碳-14,正是来自捡漏的食物。研究人员发现,与其他海洋生物相比,深海钩虾的取食范围很窄,它们只能吃从海洋表面掉落到海底的碎屑,因此它们体内的碳-14含量与从太平洋表面采集的有机物样本中的碳-14含量相符,远远高于海洋其他生物体内的数值。
不过,“懒惰”也不是全无益处。由于进食少、运动少,钩虾的需氧量大大减少了,生活在低温区域,钩虾的新陈代谢速率低、细胞更新速度慢,最终使寿命增加了。研究人员通过测量碳-14的含量,最终确认深海钩虾的寿命长达11年,是浅海钩虾的6~10倍。
几十年过去,冷战的“阴影”还未散尽。云中的电荷不仅影响着英国多地的降水,影响着深海鱼虾的生存方式,还凸显了这样一个事实——上至高空,下至深海,人类对地球的影响越来越不可磨灭。