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《科学24小时》

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湖泊,你为什么要变色

2014-09-11 08:40:41

如果不出意外,一片湖泊往往应该呈现纯净的蓝色或清澈的绿色。然而,偏偏有些湖泊“不走寻常路”,它们有的是红色,有的是褐色,有的甚至还是“斑点湖”。我们不禁要问——

 

 

湖泊,你为什么要变色

■ 马志飞

 

 

说起湖泊,大家想到的一定是烟波浩渺的百里泽国,或是清澈见底的一汪碧水。但是,在地球上,并非所有的湖泊都是如此。大千世界,无奇不有。在数以万计的湖泊大家庭中,总有那么几个“另类”,它们有些是粉色的,有些呈现出七彩色,有些甚至还能不断地变换色彩。究竟是什么力量让那碧绿的湖水变了颜色呢?

 

 

粉红色的“玫瑰湖”

 

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在距离塞内加尔首都达喀尔35千米的地方,有个名叫“瑞特巴”的湖泊。每年12月至次年1月,当地天气十分干燥的时候,这片湖水就会呈现出极具浪漫的粉红色,就像是美丽的玫瑰花色,所以当地人也称它为“粉红湖”或“玫瑰湖”。更为奇妙的是,随着季节的更迭,湖水的颜色还会变化,有的季节它呈淡绿色,有的季节却呈深红色。

瑞特巴湖的面积只有3 平方千米,最深处也仅有3 米。当地气候干燥,蒸发强烈,使得这个小小的湖泊含盐量极高,达到每升380 克,这大约相当于世界大洋平均盐度35‰的10 倍,与死海的盐度差不多。在这个湖里,就连不会游泳的人都可以轻而易举地漂浮起来。然而,在如此恶劣的环境下,瑞特巴湖并非死水一潭,那里居然还生活着几种特殊的微生物,其中最主要的就是“杜氏盐藻”。

杜氏盐藻是一种尾部具有双鞭毛的单细胞真核藻类,为纪念它的发现者——法国生物学家杜纳尔而被命名为“盐生杜氏藻”,简称“杜氏盐藻”。它们耐强酸、耐强碱、耐高寒、耐酷热,最适宜其生长的水体盐度为220‰!但如果生存环境不良,例如水体盐分过高时,这种盐藻就会产生血红素,藻体呈红色,正是由于有时这种微生物大量繁殖,才将瑞特巴湖染成了粉红色。

 

 

怪异的“斑点湖”

 

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在加拿大的不列颠哥伦比亚省,有一个面积不大的湖泊。它长约700 米,最宽处约250 米。虽然这个湖泊的面积仅有杭州西湖的1/32,但它却吸引着世界各地的游客前来参观,人们都叫它“斑点湖”。每年的6 9 月,湖面上就会出现一个又一个奇特的圆圈。这些圆圈大小不一,最大的直径超过10 米,最小的直径还不到1 米,彼此紧紧相连,仿佛是一张张荷叶漂浮在水面之上。乍一看,这汪湖水真的很像一个“接天莲叶无穷碧”的美丽莲花池。更为奇特的是,这些圆圈有时候是白色,有时候是淡黄色,有时候是绿色或蓝色,变幻莫测,让人惊叹不已。

当你走近湖面,你就会发现那一个个圆圈只不过是一个个小水坑而已。在炎热的夏季,湖水被蒸发,水位下降,湖底的矿物质结晶开始露出水面,形成一个个水坑和白色的边界。随着矿物质含量的变化,水坑的颜色也会发生改变。斑点湖中富含硫酸镁、钙等多种矿物质,湖水和湖泥都有疗养的功效,早期生活在那里的人们就喜欢用湖水治疗皮肤病等疾病,效果奇佳。

 

 

七彩温泉

 

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在美国黄石国家公园内,有一个面积很小的湖泊。该湖泊呈圆形,直径只有大约100 米,水深约50 米。它总是不停地向外涌水,每分钟大约会涌出2100 升、温度为70℃左右的地下水。严格来说,这么小的水域都算不上湖泊,称其为温泉或许更为准确。其实,这就是美国最大的温泉——大稜镜温泉。从上空俯瞰,大稜镜温泉的中心是深蓝色的,由中心往岸边,颜色会逐渐变化为绿、黄、橙、红和褐色,仿佛一抹彩虹镶嵌在地上,格外引人注目,人称“地球最美丽的表面”。如果在不同的季节来到这里,你还会发现,这个温泉的水面颜色竟然也在发生变化,十分有趣。

科学家研究发现,大稜镜温泉的绚丽多彩,是湖水里的微生物造成的。通常,在温度较高的地方,生物很难生存。但是,大棱镜温泉并非死亡地带,大量藻类和含色素的细菌在那里繁衍生息。大稜镜温泉中含有丰富的矿物质,而且从温泉的中心到岸边,水温会逐渐降低,由于不同颜色的微生物适宜生存的温度也有所不同,所以泉水就会呈现出各种奇特的颜色。

微生物的颜色之所以不同,是因为其体内所含的叶绿素和类胡萝卜素的比例不同,随着季节变换,这种比例也在不断地改变。在光照强烈的夏天,叶绿素含量相对较低,它们会显现出橙色、红色或黄色;到了光照不足的冬季,这些微生物就会产生较多的叶绿素,温泉的水体也就会呈现出暗绿色。

细心的游客还会注意到,越靠近湖水的中心,水体颜色就越蓝,这是因为温泉的中央水最深而且水体的纯度也很高。水体会选择性地吸收阳光中波长较长的红光、橙光和黄光,较多地反射和散射波长较短的蓝光,这与大海呈蓝色的道理是一样的。

 

 

定期变浑的勐梭龙潭

 

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在云南省西盟佤族自治县西边有一片原始森林,那里有一个面积只有0.5 平方千米的湖泊,名叫“勐梭龙潭”。潭水较深,最深处约为30 米,湖水中生活着多种鱼类。

当地一直流传着一个恐怖的传说:从前,这里是一个小村庄。某天,一条巨大的鲤鱼误入村里的水井,村民们将其捕捞后,烹饪了一桌美味的菜肴,全村只有一位寡妇和她的孩子没吃。结果到了第二天,一场大水就淹没了整个村庄,全村人只有那个寡妇和孩子幸存于世。传言说,人们吃掉的那条鱼是龙王的女儿,洪水暴发是龙王的疯狂报复。直到如今,那里的人们依旧忌惮于这个传说,虽然勐梭龙潭的鱼儿众多,人们却都不敢捕捞食用。而且,原本清澈的湖水每年都有一段日子会变得浑浊,据说那就是龙王在警告大家不要捕鱼。

事情真的有那么邪乎吗?生态学家研究发现,勐梭龙潭变浑的时间通常是每年的三四月份,而这个时候正是当地最干燥的季节。降水减少,湖面水位下降,适宜的光照和水温在短时间内就会使大量的低等生物滋生,如甲藻、微囊藻、蓝藻等,尤以棕色的甲藻为多。甲藻是一种常见的浮游藻类,多分布于河口或沿岸海区,尤以热带海洋最多。我们常说的海洋生态灾难——赤潮,通常就是由于它们大量繁殖引发的。勐梭龙潭的诡异现象,也是由于甲藻的大量爆发导致的,这就是勐梭龙潭定期变浑的谜底。科学不仅揭示了谜题的答案,也彻底打消了人们心中对所谓神灵的恐惧。

尽管湖泊多种多样,形态各异,但除了人为因素导致污染而变色的湖泊外,湖泊的变色基本是由于矿物质含量变化或水中微生物数量变化导致的,并没有什么诡异可言。不过值得注意的是,虽然湖泊的变色并不神秘,但这往往是生态系统发生重大变化的信号。一旦生态平衡遭到破坏,对于局部生态系统而言常常是灾难性的。








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