
這些科學(xué)知識(shí),你知道多少?
漫山遍野找石頭為隕石坑“正名”、徹夜蹲守為八角尋找“紅娘”……日前,由廣州市科技局主辦、廣州物聯(lián)網(wǎng)研究院和廣東科學(xué)中心承辦的2022年廣州科技活動(dòng)周暨格致論道·灣區(qū)第17期在廣州舉辦。本期講壇以“刷新了!認(rèn)知”為主題,邀請(qǐng)來自粵港澳大灣區(qū)的多位嘉賓,分享了他們打破認(rèn)知壁壘、把不可能變?yōu)榭赡艿目蒲泄适隆?/span>
為什么中國(guó)只有2個(gè)隕石坑獲國(guó)際認(rèn)可?
目前地球上被發(fā)現(xiàn)的隕石坑大約為200個(gè)。中國(guó)地域遼闊,卻只有2個(gè)隕石坑獲國(guó)際認(rèn)可,這是為什么?中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員陳鳴講解了隕石坑的“診斷標(biāo)準(zhǔn)”,并分享了他“漫山遍野找石頭”的“尋坑之旅”。
陳鳴分享了他“漫山遍野找石頭”的“尋坑之旅”
“實(shí)際上絕大部分隕石坑看起來并不像坑。”陳鳴表示,板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、造山運(yùn)動(dòng)、冰川運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化剝蝕現(xiàn)象、沉積掩埋現(xiàn)象,都可以導(dǎo)致地球表面隕石坑受到破壞、侵蝕。此外,中國(guó)地域的巖層比較“年輕”,地形復(fù)雜,造山帶占了國(guó)土面積的五分之三,在強(qiáng)烈的地質(zhì)作用下,隕石坑很容易受到破壞或被掩埋,加大隕石坑的尋找難度。
一般的隕石坑形態(tài)是圓的,但在地球上,并非所有環(huán)形坑都是隕石坑,也并非所有的隕石坑都有隕石。這是因?yàn)樾乔蜃矒裟芰糠浅4螅话銜?huì)使得隕石在撞擊瞬間發(fā)生破碎、熔融與氣化,即使有少量碎片殘存,但它們也會(huì)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歲月中,受物理和化學(xué)風(fēng)化作用而不復(fù)存在或難以尋找,所以絕大部分隕石坑里是找不到隕石的。
怎么找隕石坑?“我們只有一個(gè)途徑,就是漫山遍野找石頭,找那些受過強(qiáng)烈撞擊的石頭。”陳鳴解釋,目前國(guó)際上認(rèn)可的隕石坑關(guān)鍵鑒定指標(biāo)是“巖石和礦物的沖擊變質(zhì)證據(jù)”,這個(gè)證據(jù)也被稱為“指紋證據(jù)”。當(dāng)小行星以超高速撞擊地表時(shí),巖石會(huì)在高溫和超高壓下發(fā)生物理和化學(xué)的變化,產(chǎn)生超高壓礦物、擊變玻璃等物質(zhì),這種沖擊波效應(yīng)是隕石坑特有的。
陳鳴把15年時(shí)間都用在了尋找隕石坑上,他說:“我們一談?dòng)钪妫鶗?huì)說那是宇航員的事。實(shí)際上,地球上的隕石坑與火星、月球上的隕石坑地質(zhì)現(xiàn)象是一樣的。如果我們能在身邊找到隕石坑,就可以‘站在地球看星球’。國(guó)外的很多隕石坑都被開發(fā)成博物館,我們中國(guó)這兩個(gè)隕石坑也是非常理想的天然博物館地址。”
為什么八角難以在原產(chǎn)地外大面積種植?
為什么在上百年的時(shí)間里,八角都不能在廣西原產(chǎn)地以外大面積種植?為解開這個(gè)奧秘,中國(guó)科學(xué)院華南植物園研究員羅世孝徹夜蹲守八角開花,找到了為其傳粉的“紅娘”——不是人們熟悉的蜜蜂,而是一種蚊子。
羅世孝分享他解開八角“紅娘”奧秘的故事
羅世孝找到八角“紅娘”的故事既艱辛又有趣。紅花八角的花期在每年3月底到4月中這短短的時(shí)間之內(nèi),其間,他和師弟一直沒有看到真正的訪花昆蟲。當(dāng)時(shí)羅世孝有一個(gè)去海南出差的行程,他們就把已經(jīng)開過的花采集到密封袋里面帶回實(shí)驗(yàn)室,由于行程匆忙,這一袋子花就被放在辦公桌上。回來后,羅世孝發(fā)現(xiàn)密封袋里除了花,還有很多類似蛆一樣的幼蟲,就丟到垃圾桶里。
剛丟掉不久,羅世孝轉(zhuǎn)念想:“那么多的幼蟲不應(yīng)該在辦公室里生成,有可能是在采花的時(shí)候,就有蟲子在花里面產(chǎn)卵。”他連忙跑去垃圾桶把一袋子花撿回來,放在解剖鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)幼蟲結(jié)構(gòu)、形態(tài)基本上一致。帶上5公斤的解剖鏡箱子,羅世孝跑到山上的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn),采花后立刻在解剖鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)確實(shí)有蟲卵在花里。
隨后,羅世孝在長(zhǎng)期野外觀察中發(fā)現(xiàn),一種松脂癭蚊會(huì)循著特有的花香來訪問八角的花,并把卵產(chǎn)在花中,而松脂癭蚊也會(huì)通過身上蘸取的花粉來為植物完成授粉。授粉之后,花柱會(huì)合攏形成一個(gè)天然繁育幼蟲的溫室,加速蟲卵孵化。蟲卵孵化后,原本不產(chǎn)花蜜的花會(huì)出現(xiàn)許多分泌物,這些分泌物為幼蟲提供了營(yíng)養(yǎng),幫助松脂癭蚊完成育兒的過程。八角和松脂癭蚊之間就形成了“你為我傳粉,我為你育兒”的互利共生關(guān)系。
提及研究意義,羅世孝說,“研究傳粉昆蟲,可能會(huì)促進(jìn)一種新型水果從野生到馴化的大發(fā)展,提升人們對(duì)野生資源利用的認(rèn)識(shí)。同時(shí),我們需要保護(hù)傳粉昆蟲,讓更多人關(guān)注并保護(hù)生物多樣性。”
如何實(shí)現(xiàn)漂浮式風(fēng)電在海上“打太極”?
華南理工大學(xué)船舶與海洋工程系副主任樊天慧以及團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)了我國(guó)首個(gè)海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)裝備“三峽引領(lǐng)號(hào)”,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)漂浮式風(fēng)電零的突破。這臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電坐落于廣東陽江,每臺(tái)每小時(shí)滿負(fù)荷發(fā)電量可達(dá)5500度,每年可為3萬個(gè)家庭提供綠色清潔能源,預(yù)計(jì)每年可減少二氧化碳排放約20000噸,這將大大緩解大灣區(qū)居民用電緊張的問題。
樊天慧分享他如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)漂浮式風(fēng)電零的突破的故事
逐浪深海并非易事,如果說直接插入海里的固定式海上風(fēng)電是修建了“金鐘罩”,那么錨泊線連接海底的漂浮式風(fēng)電修煉則是在“打太極”。樊天慧解釋,漂浮式結(jié)構(gòu)由一個(gè)漂浮的浮體撐起了風(fēng)車和浮體本身自己的重量,然后用錨泊系統(tǒng),即幾條大繩子連接到海里。“整體系統(tǒng)是非常柔的。波浪過來了,我的浮體就搖一搖;風(fēng)吹過來的時(shí)候,彈簧在幾條大繩子的牽引下動(dòng)一動(dòng),以自身運(yùn)動(dòng)來抵抗外部的風(fēng)和波浪力的作用,相當(dāng)于修煉的是太極功夫,講究的是卸力。”
那么,如何實(shí)現(xiàn)漂浮式風(fēng)電在海上“打太極”?關(guān)鍵是錨泊系統(tǒng),找到一條軟硬適中的大繩子,能像彈簧一樣約束著浮體運(yùn)動(dòng)。太軟,平臺(tái)漂移吹出去的距離就越遠(yuǎn),可能會(huì)破壞電纜;太硬,相當(dāng)于沒有彈簧卸力的作用。“雖然我們把它想象成一個(gè)彈簧,但是它不是一個(gè)真正的彈簧,它是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。繩子的長(zhǎng)度、形狀、布置方式,包括它的材質(zhì)、重量乃至直徑都對(duì)整體繩子的軟硬有非常大的影響。”
為此,樊天慧及團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了錨泊設(shè)計(jì)軟件,只需確定需求和目標(biāo),就能夠自動(dòng)設(shè)計(jì)出適合施工建設(shè)的錨泊線,“尋找一條好的大繩子的設(shè)計(jì)”。這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了本領(lǐng)域的空白,一定程度上打破了國(guó)外壟斷的局面。據(jù)了解,“三峽引領(lǐng)號(hào)”項(xiàng)目研發(fā)的自主化率超過95%,填補(bǔ)了我國(guó)漂浮式海上風(fēng)電系統(tǒng)裝備研制的空白。
“漂浮式海上風(fēng)電是我國(guó)風(fēng)能資源開發(fā)走向深遠(yuǎn)海的必由之路。目前國(guó)內(nèi)漂浮式海上風(fēng)電建設(shè)還處于探索和示范階段,希望更多的人積極投身到海上風(fēng)電行業(yè),把不可能變成可能。”樊天慧說。
無障礙城市怎么建?
我國(guó)總共有8500萬殘障人士;同時(shí),60歲以上的老年人超過2.53億,我國(guó)已進(jìn)入老齡化社會(huì)。無論是為了滿足殘障人士生活需求,還是為適老化社會(huì)做準(zhǔn)備,都需要建立一個(gè)全民全齡的無障礙城市。
中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院深圳分院城市規(guī)劃師傅一程及團(tuán)隊(duì)就負(fù)責(zé)了深圳市無障礙城市專項(xiàng)規(guī)劃。他們對(duì)194個(gè)樣本地塊進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)很多地區(qū)的無障礙出行環(huán)境都存在著盲道不連續(xù)、設(shè)計(jì)不規(guī)范等嚴(yán)重問題。為此,他們繪出了“無障礙設(shè)施”一圖一表,作為強(qiáng)化無障礙城市全面建設(shè)的指引工具。
傅一程分享她如何構(gòu)建無障礙城市的故事
除了解決城市出行障礙,社區(qū)內(nèi)無障礙也同樣重要。傅一程提到,殘障人士85%的時(shí)間是在社區(qū)內(nèi)度過的,實(shí)現(xiàn)社區(qū)內(nèi)無障礙是解決殘障人士出行的第一步。傅一程及團(tuán)隊(duì)走訪社區(qū),認(rèn)真聽取居民意見,推動(dòng)公眾參與設(shè)計(jì)無障礙改造。從停車場(chǎng)改造到社區(qū)內(nèi)康復(fù)、托養(yǎng)、庇護(hù)改造,再到“孤獨(dú)癥”兒童特殊教育學(xué)校,她和她的團(tuán)隊(duì)致力于推動(dòng)無障礙服務(wù)朝“醫(yī)養(yǎng)學(xué)業(yè)娛”方向全面發(fā)展。
傅一程還提到,“無障礙要解決的不只是特殊人群出行的問題,而是面向全民全齡全社會(huì)的問題。”