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黄石公园的泉水为什么是五颜六色的

2016-08-08   标签:黄石公园    来源:livescience.com
黄石公园有超过10,000温泉和300多个间歇泉。拥有290多个瀑布。园内有黄石湖、黄石河、峡谷、瀑布及温泉等景观,是一个负有盛名的游览胜地。
What Makes Yellowstone's Hot Springs So Colorful?

黄石公园的泉水为什么是五颜六色的

黄石国家公园的标志就是一张从中间向外辐射出五颜六色泉水的照片,泉水的边缘呈现的是热情的橘色。虽然这样的图片像来自于书本,但它的颜色却十分真实生动。

藏在公园里的温泉,温度高到足以让你的皮肤像碰到汽车电池中的酸液一样瞬间起泡,里面还生活着大量的嗜热微生物。国家公园服务处的工作人员称,你能看到不同的颜色色带主要是因为里面生活着不同的微生物,每种微生物都适应了各自的生活环境,如温度、PH。

大棱镜温泉是公园里最大的温泉,彩虹色的泉水成为它的标志。其不同颜色的产生可以解释成温度和光线对微生物的影响。

深蓝色

让我们从温泉的中心开始,是一个美丽的蓝宝石。史密森学会报道称,温泉中心的下面就是地下水的出口,这里是温度最高的地方,足足有189华氏度。对大多数微生物来说,这种水温太高了不适合它们生长。因此大多是清水。温泉中心水是蓝色的原因和天空是蓝色的原因一样:当阳光照射在水面上,发生散射,而蓝色光的频率较高更容易被吸收。

温泉的水的温度由中间向四周渐渐变低,这样就有越来越多的细菌可以生存下来。

黄色

从蓝色中心向外移动第一圈是黄色带,这是由于里面生活着一种叫做聚球藻的蓝藻。这个黄色带的温度大约为华氏165度(74摄氏度)。国家公园服务处称,在其他情况下,由于叶绿素的存在,这些藻类可能会产生蓝绿色的色调,叶绿素让它们能够进行光合作用,或者产生碳水化合物。史密森杂志称,但春天的阳光如此强烈,细菌会产生另一种叫做类胡萝卜素的色素,作为自己的防晒霜。类胡萝卜素也存在在胡萝卜中,是一种橙色的色素,因此让这些绿色的色聚球藻变得有一点点黄。

橙色

橙色色带的温度为华氏149度(摄氏65度),你会发现这里不仅有聚球藻还有绿弯菌,这种细菌也有叶绿素可以进行光合作用,也有胡萝卜素。另外还有两种细菌为橙色的产生做出了贡献,席藻和颤藻,在黄石公园中的猛犸温泉都有被发现。

红棕色

史密森学会的Natasha Geiling报道到,当你远离温泉中心时,水温渐渐变低,多种多样的微生物有了存活的可能。温泉的最外层的温度为华氏131度(摄氏55度),是红棕色的。另一种拥有类胡萝卜素的微生物也在这里发挥作用:异常球菌-栖热菌。美国地球物理联盟的一篇博客中写到“栖热菌创造了红棕色色带”。例如黄石公园种的下间歇泉盆地就是因为这种细菌而呈现出红棕色。

人为改变温泉颜色

研究人员除了向人们展示那些适应环境特点的微生物将泉水变得五颜六色以外,他们还做了进一步的工作。2015年他们在Applied Optics上发表的一篇论文中,阐述了他们建立了一个数学模型解释泉水中的各种颜色。来自美国蒙大拿州立大学和德国勃兰登堡应用科学大学的研究人员发现,在深水区域,水域颜色的形成主要是由于色光与水的相互作用(散射、吸收),而在浅水区域,则主要是由于微生物垫的反射,而微生物的组成主要取决于温度。

他们还提到人类或许会影响黄石泉水的颜色。过去,牵牛花泉的温度更高,泉水呈现深蓝色。光学协会在一份声明中说到,当垃圾在泉水底部累积,有些阻塞出水口使的泉水的温度降低,这促使某些微生物的生长形成橙黄色的微生物垫,让泉水拥有了迷幻外表。

所以不要把黄石公园里五颜六色的泉水当做自然形成的,他们依靠微生物形成。正如光学协会的研究的那样,微生物的组成也取决于我们。


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