從圖中,我們可以看到這根樹枝長出了“毛發(fā)”。這些毛發(fā)看起來像是毛茸茸的雞毛撣子,或蓬松的棉花,甚至有點(diǎn)像劣質(zhì)的白色假發(fā)。但事實(shí)上,每一根發(fā)絲都是由又冷又硬的冰構(gòu)成的。
如絲般光滑的“毛發(fā)狀冰”(hair ice)的產(chǎn)生需要一種寄生在腐爛木頭上的特殊真菌——擬黑耳(Exidiopsis effusa),其中腐爛的木頭要來自于一種特定的有著寬闊扁平葉子的樹。而且毛發(fā)狀冰的產(chǎn)生還需要在足夠潮濕的環(huán)境中,溫度略低于冰點(diǎn)(0℃)。這些特殊條件似乎很難同時(shí)滿足,但毛發(fā)狀冰在自然界中又很常見,這使得科學(xué)家為毛發(fā)狀冰的形成機(jī)制困惑了一個(gè)多世紀(jì)。這些科學(xué)家包括阿爾弗雷德·魏格納(Alfred Wegener),他曾在1912年提出地球的各個(gè)大陸以前是連在一起的。直到2015年,科學(xué)家明確了擬黑耳在毛發(fā)狀冰的形成過程中所起的作用。
通過觀察野外和自家花園里生長的毛發(fā)狀冰,研究人員對毛發(fā)狀冰的形成機(jī)制有了些許的了解。在適宜的溫度和濕度下,樹枝表面的水會(huì)結(jié)冰,而木材孔隙里的水仍保持在液態(tài)。這兩種狀態(tài)的水之間存在溫差,從而產(chǎn)生一種吸力,將液態(tài)水“吸”到凍結(jié)鋒面(freezing front,水與冰的交界面),使冰逐漸向外延伸生長,形成毛發(fā)狀冰。
研究表明,擬黑耳真菌會(huì)消化樹木中的大分子物質(zhì),從大分子中產(chǎn)生的分子片段可以作為毛發(fā)狀冰的生長支架。毛發(fā)狀冰能長到20厘米長,每根毛發(fā)的直徑可以細(xì)至0.02毫米,而且有一些會(huì)呈卷曲或波浪形。即使溫度在冰點(diǎn)附近起伏不定,這些毛發(fā)狀冰也可以“存活”數(shù)天。一些研究人員推測,毛發(fā)狀冰之所以能夠承受環(huán)境條件的變化,是因?yàn)闃淠局械哪撤N物質(zhì)起到了防凍劑的作用。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),這種物質(zhì)可以防止毛發(fā)狀冰的形狀發(fā)生改變。未來,科學(xué)家會(huì)繼續(xù)在每年天氣轉(zhuǎn)冷的時(shí)候,記錄這種冰凍之謎。
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