地理拓展年全国高考中的冰川老鼠苔藓移动

有一种叫做冰川老鼠的苔藓球,就能在冰川上自由自在地生长,并且其寿命长达五六年之久。它们在如此恶劣的环境下保持生命力的秘密就在于:保持滚动。

1951年,一位名叫Jón Eythórsson的研究人员首次记录了冰川老鼠,他给它们起了一个奇怪的名字(冰岛语中的“Jókla-ms”,即“冰川老鼠”的意思)。

这些植物是如何在冰面上生长而不腐烂的?它们是如何形成球状的?而且最奇怪的是,它们的队伍似乎是经过精心编排的,就像鸟群或羊群,可以在数年的时间里以协调、整齐的方式移动。它们也不是简单地向低处滚动,更不是被风向所摆布,它们似乎有自己的想法,向着最适合自己生存的地方,每天滚动大约2.5厘米。

首先,冰川老鼠可以由不同种类的苔藓组成。

每个球就像一个柔软、潮湿的苔藓枕头,这些球可以由不同种类的苔藓组成,是围绕小石头或冰中的其他杂质开始生长的,最终形成各种类型的苔藓沉积物。

在阿拉斯加、冰岛、斯瓦尔巴群岛和南美洲都能看到它们的身影,但它们也不是在任何冰川上都能生长的,似乎只有在适宜的条件下才会出现。

其次,它们是如何移动的?像风滚草一样滚动吗?

大多数看到它们的人都会立刻想知道,它们究竟是如何移动的,会像风滚草一样,到处滚来滚去吗?

显然这样的苔藓球有四处滚动的可能性,作为苔藓,必须周期性地暴露在阳光下,为了均匀晒到太阳,苔藓球必须真的滚动起来,否则底部的苔藓就会死掉。

经过研究后发现,这些苔藓球存活了至少五六年,甚至更长时间,虽然会转来转去,但和风滚草无目的的滚动是完全不同的。

它们以一种协调的、精心设计的队形移动,如同迁徙的鸟,整个群体以相同的速度和方向移动,平均每天移动2.5厘米。

会移动的苔藓球

冰川学家首先注意到,“冰川老鼠”中通常含有一块小石头。调查表明,“冰川老鼠”只存在于冰面上有小石头的地方,这有助于解释它们的罕见性。它们似乎是由山风吹送来的苔藓孢子落在小石头上形成的,而苔藓是高纬度地区的主要植物,生命力很顽强。但是,为了让苔藓覆盖整块石头,石头的每一表面都必须有机会接受光照,因为苔藓需要光合作用;而且,任何一处都不能与冰接触太久,否则那上面的苔藓就会冻死。这两点意味着苔藓球必须不断翻身,而在有斜坡的冰川上翻身,就意味着移动。

那么,翻身的动力来自何处呢?起初,科学家猜测,动力来自夏季冰川融水。但后来发现,事情没这么简单。2005年,一个冰川研究小组发现,苔藓球四周的冰已融化,仅剩接触面的冰未融化,这未融化的冰,构成了它栖身的底座。这表明,苔藓球保护着它们下面的冰不受夏季太阳的照射。由于底座一般要高于周围的地面,所以它们容易滚落下去,回到冰面上,然后整个过程又重新开始。

当苔藓球沿着山坡向下移动时,它们会捕获风中的灰尘并吸收冰川融水,促使苔藓越长越厚。英国特伦特大学的尼古拉斯·米德格利总结说:“‘冰川老鼠’要形成,必须有大小合适的石头、苔藓孢子的来源、特定的温度以及一个斜坡,这样球才会滚动。”

慢动作芭蕾

2010年,米德格利前往冰岛,更深入地研究“冰川老鼠”。他给一些“冰川老鼠”安装了速度计,用来测量它们的速度和方向,每30秒记录一次数据。他发现,通常情况下,这些“冰川老鼠”每隔一两天滚动一次,并在这个过程中旋转30到60度。这就避免了球的任何部分与冰接触太久。

与此同时,两位美国冰川学家在阿拉斯加的鲁特冰川也发现了“冰川老鼠”。他们对其进行了连续4个夏天的观察。两人先给30个成熟的“冰川老鼠”做上标记,隔段时间返回,看看它们跑哪里了,并根据记录的位置计算它们的速度和方向。

这些“冰川老鼠”平均每天滚动2.5厘米。其中一个最高速度为8厘米一天,它们都以大致相同的速度移动。不过,令人大吃一惊的是,它们的移动不是随意的,而是同一时间几乎朝同一方向,假如方向发生变化,那大家也一起变。它们以这样的方式表演了一出慢动作芭蕾。

这种速度的变化至少在一定程度上与冰川融化的速度有关,但如何解释这种协调一致的移动呢?他们考虑了三种可能性:冰川表面的坡度、风向和当地的太阳辐射。这很可能是所有这些因素的综合作用。

虽然他们没能破解这个谜团,但有一个重要发现:“冰川老鼠”寿命很长。这些年来,在做过标记的苔藓球中,平均每年有86%存活下来,这意味着它们的寿命超过6年。这一点很重要,因为“冰川老鼠”不仅仅是石头和苔藓:它们像海绵一样吸收水分,积累土壤和有机肥,为冰川——生命的不毛之地——上的小动物们提供了理想的栖息地。

气候变化和冰川融化肯定会对苔藓球产生影响,科学家们无法确定是更多还是更少。Hotaling更关心这个更大的图景。“这不仅仅是关于冰川苔藓球,”Hotaling说,“而是关于这种即将消失的整个系统,我们对它知之甚少。”

就像深海一样,高山生态系统也充满了谜团,世界上冰川地区每一次新的发现都令人惊恐和兴奋。“没有人能真正想象冰川苔藓球是存在的。它们的工作方式和它们像冰川上的一个小群体一样协同移动的方式,这并不是我所能猜到的,”Hotaling说。“对我来说,它突出了气候变化和高山和高纬度冰川的一般问题,这些地方极少被探索,研究也不够充分。这让我想知道还有什么东西存在,还有什么东西正在消失?”

END

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