[Happy Office] 2011071202 [微奇科学]
Happy Office2
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本期目录 |
1.[生活科学] 手机的“温柔陷阱” ：你手机上瘾了吗？ 2.[食物科学] 放宽细菌指标，“生奶新标”意味着什么？ 3.[地理探秘] 发生在海底的搬家故事 |
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1. [生活科学]手机的“温柔陷阱” ：你手机上瘾了吗？手机自出世起，就给人们的生活带来了翻天覆地的变化。 移动手机让人们摆脱了烦人的电话线，能够更加无忧无虑，随时随地地沟通。移动短信又让人们摆脱了言语的尴尬，达到更加“心照不宣”的交流。智能手机的出现更让人们对这个三寸长的小玩意儿爱不释手。 然而，在带来便利的同时，也有越来越多的人陷入了手机的“温柔陷阱”。 你手机“成瘾”了吗 研究发现，重度的手机成瘾者和通过精神病学诊断手册定义的某些精神疾病具有相当程度的相关
美国马里兰大学最近的一项有关手机的调查就显示，越来越多的人开始依赖手机。手机已不是生活的一个帮手，更让他们沉迷其中。失去手机对于这些人，就好像失去了身体的一部分。 在这项名为“无设备世界（world unplugged）”的研究项目中，马里兰大学的研究者对世界上10个国家，1000名学生进行了24小时的“无媒体”体验，让他们在一天之内不使用包括手机在内的任何多媒体设备。 经历了这个项目的大部分学生都表示，失去了手机让他们“坐卧难安”。很多人甚至都没能完成整个项目。撇开他们的国籍、文化、生活环境背景等因素，所有的学生都在失去常用媒体后表示出“烦躁，困惑，焦躁，易怒，不安，紧张，焦急，痴迷，沉溺，惊慌，猜忌，生气，孤独，依赖，消沉，神经质，偏执”等情绪。 2006年的一项发表在《成瘾研究和理论》上，由西班牙萨拉曼卡（Salamanca）大学的心理学家克里斯蒂娜·杰纳罗（Cristina Jenaro）领导的研究也有类似的发现。他们匿名调查了337名大学生，其中10%属于重度手机使用者。其中，女性的比例还高于男性。 他们还发现，重度的手机上瘾患者的症状和通过精神病学诊断手册定义的某些精神疾病具有相当程度的相关。在重度手机用户中，有相当一部分人出现了一些躯体化症状，身体出现莫名的痛苦。很多人的社会能力减弱，正常的社交也变得困难。很多人出现了抑郁和焦虑等症状。这些症状与其他因为药物依赖或是赌博引起的心理症状有重合之处，但是他们之间的关系尚不明确。 很多学生在进行这项研究之前并没有意识到手机等多媒体设备对他们的意义有多么重大。大部分年轻人只是认为多媒体是让生活更便利的一种方式而已。但大部分人在离开媒体之后的一天之内就表现出很多情绪和生理上的不适。有些人在描述这段经历时使用了一些“沉溺、依赖、抑郁的表述修辞”。 领导这一项目的苏珊·默勒教授认为，这多多少少像是一种心理上的“成瘾”。和药物成瘾、烟酒成瘾类似，失去了手机也让人产生了难受的“戒断反应”。 一名参与项目的英国学生这样描述那24小时的感受：“五个小时之后我那安逸的周末变成了另外一个模样。我的心跳开始提高，焦虑感也上升了。我开始发现自己对除了自己那个小小世界之外的事情一无所知。” 很多人把手机描述成自己的一个安全的避风港，一名来自美国的学生就说：“过了一阵我就开始强烈想念我的手机。我会把它放在口袋里，手握住它。仅仅是这样就能让我感到莫大的安慰。” 手机“上瘾”的事实也被其他研究证实。意大利的一项研究就发现，在意大利有四分之一的青少年拥有多个手机，并且声称自己手机上瘾。另一项英国研究则发现，有36%的大学生声称自己离不开手机。 跨国市场调查公司思纬公司（Synovate）对11个国家8000多名受访者的调查显示，四分之三的人都会随身携带手机，其中俄罗斯和新加坡的受访者对手机尤为依赖。超过三分之一的人说他们离开手机无法生活，其中中国台湾和新加坡人的手机依赖症状最为显著。 还有四分之一的人认为，手机比钱包更为重要。三分之二的受访者在睡觉的时候并不会关机，而是将手机以待机状态放在自己身边。即便他们想要关机，他们还是害怕会因此而错过电话或者信息。 研究者认为，让人们，特别是青年人手机上瘾的原因是多样的。一方面，人们极度依赖手机中存在的社交网络，要不断利用手机发短信、上Facebook等方式巩固他们的社交圈子。研究发现，在思纬公司的调查中，十分之一的受访者经常性地用手机登录社交网站，例如Facebook、Myspace。 另一方面，青少年也把手机当做必不可少的“炫耀品”，迫于同辈的压力，让他们必须拥有手机。长期的使用让他们越来越难以离开手机，虽然这不像酗酒和毒品对人的影响那样恶劣，也因此很容易被人们忽略。如果一个人对手机产生了过分的情感依赖，影响了日常生活的正常秩序，并成了不断追逐新款手机的“物质主义者”，就需要引起人们的注意了。 和其他类型的“上瘾”比起来，手机上瘾的纠正也更加容易些，不过也需要人们有甩开手机生活的毅力才行。著名心理自助博客“灵性之河(spiritual river)”就为手机成瘾的人群开出了几剂良方。 首先要做的是建立清醒的自我认识，意识到手机依赖的问题，并且有决心去纠正不良的使用习惯。其二是减少手机的使用，尽量在非常必要的时候再拿起手机，甚至可以让朋友帮助自己，少发短信或删掉过分浪费时间的手机应用程序。最后，一个明确的限制（例如每天通话/用手机上网的时间）是进行自我监督的好办法。 隔绝“自我”和外界 除了会让人因为过度注意手机而忽视关系，手机也会因为阻碍信息的流畅交流而影响人际关系的融洽 心理学家肯纳斯·乔恩（Kenneth Gergen）把酷爱使用手机的青少年称为“活在气泡里的世代”。他认为，手机和其他多媒体工具像一个气泡把我们包裹起来，让所有的注意力都集中在小小的六英尺屏幕上。 经常使用手机的青少年不但缺乏和周围人的沟通，对父母的要求也更为叛逆。那些捧着手机或笔记本电脑上课的孩子们，多半也都在浏览Facebook而对老师所讲的内容充耳不闻。这一层气泡隔绝了一个“自我”和外界的关联，让人变得更加孤独。 这个担心不无道理。英格兰大学的心理学家大卫·谢菲尔德（David Sheffield）的研究结果就显示，百分之七的青少年说自己曾因为手机丢了工作或是影响了他们的人际关系。此外，有日本的研究者也发现，使用手机的儿童比不使用手机的儿童的朋友更少。 不仅如此，手机也越来越多地影响着成人的人际生活。在思纬公司的访问中，接近一半的受访者用手机谈情说爱，五分之一的人通过发短信来安排初次约会，而同时，仍然是五分之一的人用同样的方法来结束他们的恋情。网络语音服务公司Ringcentral对1000名智能手机用户的研究调查显示，有四成的人认为手机在他们的恋爱关系中占有重要作用。美国市场研究公司Retrevo的调查则显示，有百分之七的人在性爱时也会查看手机……看来是时候让手机与亲密关系保持一点距离了。 除了会让人因为过度注意手机而忽视关系，手机也会因为阻碍信息的流畅交流而影响人际关系的融洽。明尼苏达大学的心理学家保罗·罗森布兰特（Paul Rosenblatt）发表在《家庭科学综述》上的一篇文章就指出，开车时接听电话会影响人们的家庭关系。 当人们在开车时，由于注意力必须分散到开车和电话两边，使得会话产生延迟。这会让电话那头的人认为缺乏专心对话的诚意，或是想要掩饰什么。同时，一边开车一边打电话还会让人容易忽视对话中的细节，产生更多沟通的误解。 保罗认为，“一边开车一边打电话会让人对谈话的细节缺乏注意，对危险的境地反应迟钝，不能很好地控制沟通过程，更多的误会会引发冲突、受伤感，最终可能给人际关系带来不可恢复的伤害。” 和面对面的沟通相比，电话沟通也缺少了手势，面部表情和姿势带来的社交线索。他建议，当人们的关系陷入困境时，最好还是采取面对面对话的形式，而不要采用手机通话，特别是驾驶过程中的手机通话，否则可能不但无法挽回关系，还会产生更多的误会。 注意力的“杀手” 手机不仅会分散手机使用者的注意力，也影响了周围的人。而且，手机对话这样的“半对话”更容易吸引人们的注意力
心理学家发现，手机等多媒体工具会让人们陷入一种持续的“多任务”状态，长此以往甚至会让人们患上类似“注意力障碍”的心理问题。 斯坦福大学的研究者就发现，经常处在多任务状态的人在处理工作时的注意力有显著下降，甚至在没有多媒体的环境下也是如此：他们更难从复杂的信息中提取重要内容，所有的东西都可能让他们分神。 在这种情况下，人们的注意力受到了严重的影响，这大大削减了我们思考的能力，让我们的思维变得更难以深入到复杂的层面。 “多任务”的影响不仅是行为层面的，它还会影响我们的生理系统和大脑，降低思维的深度。在一项由加州大学的媒体研究者格鲁瑞亚·马克（Gloria Mark）主持的研究中，同时处理多任务的人虽然工作时间更短，但工作的效果也更差，焦虑感和压力感也更大，这将进一步影响他们的思维效率。 加州大学的心理学家罗索尔·保德雅克（Russell Poldrack）还发现，当人们专心在一件事情上时，新的信息能够很好地存储到大脑和记忆有关的海马区；但当人们进行多任务时，大脑的纹状体而非海马会参与到新信息的处理中，这样的处理方式会显著减慢思考的过程。 手机对注意力的影响可能不仅仅是对使用手机的人，甚至对于周围的人也会有不利的影响。试想一下，当你在机场坐下，想要专心读一会书的时候，突然旁边有个人拿出电话开始喋喋不休，你就会发现，自己很难再专心于手上的书本。 最近发表在《心理科学》上的文章中，劳伦·安博森（Lauren Emberson）和她的同事就研究了为什么旁人打电话也会让自己分心的问题。他们认为，听到别人打电话有两个属性不同于平时旁边人的对话。 首先，你听到的只是对话中一个人的讲话，他们将之称为“半对话”。换句话说，你只能听到其他人对话中一半的内容，因此很难将对话完整地接收过来。其次，电话中的对话的节奏也与正常的对话不同，人们可能有各种停顿，在听对方讲话时也会有较长的间隔。劳伦和她的同事认为，这样的对话最可能吸引人们的注意力。 为了继续证明这一点，他们进行了一个实验。他们让被试者进行一项主任务：用鼠标追随屏幕上移动的圆点，或是当学习过的字母出现时按键。同时，他们给被试者播放三种对话的录音：一种是两个人的对话，一种是打电话一方的录音，还有一个人关于两人对话的独白。 他们发现，两人对话或是一个人的独白都不会影响被试者的作业成绩，而只有收听“半对话”的人受到影响。 换句话说，在安静的公共场合打电话不仅是噪音的问题，在注意力层面也可能有“扰民”的倾向。 手机致癌之辩 “手机致癌”之说起源于1993年，但1990到2002年的12年期间，手机用户从400万增加到了1.35亿，手机的使用并没有明显增加癌症的发生几率 传闻手机的另一大隐患——手机的辐射会导致脑癌的发生几率大大提高。1993年美国佛罗里达州的大卫·雷纳德将手机生产商NEC和运营商GTE Mobilnet告上法庭，原因是手机辐射导致他妻子的脑部肿瘤。 更让人瞠目结舌的是，大卫称他妻子脑部的肿瘤形状呈一条状，和手机的形状“一模一样”，位置也不差分毫。虽然法庭因证据不足而驳回了大卫的起诉，但从此便有了“手机致癌”一说。 事件过去了十余年，现代手机的用户已经超过几十亿，“手机致癌”之说到底能否站得住脚呢？ 科学家们首先从流行病学角度分析，在手机逐步盛行的十年内，癌症的发生几率是否增高？1990到2002年的12年期间，手机用户从400万增加到了1.35亿，而年龄校正后的脑癌总发病率仍然保持平稳。 从群体角度看，手机的使用并没有明显增加癌症的发生几率。当然，这有可能是由于医疗技术的发展和其他环境的因素造成的。 为了更好地揭示手机和癌症之间的关系，科学家们找到了两组不同的实验对象：患脑癌的人和健康人群，比较他们的日常生活习惯。在2010年，一个叫做Interphone的研究项目就收集了500名脑癌患者和非脑癌患者的数据。 但是，他们也同样没有得出手机使用和脑瘤之间的关系。相反，他们还发现高频率使用手机的人患脑癌的几率下降。但是这些研究都具有一个共同的缺点，就是由于缺乏严格的实验控制，我们很难得到准确的因果关系。例如使用手机较多的人可能是工作繁忙，精力充沛而更健康的人，从而降低他们的脑癌风险，而并非由于他们使用手机较多的原因。 此外，这项研究采取了被试者自我报告的方式。由于我们的记忆存在偏差，自我报告的真实性很容易受到质疑。譬如有人就报告自己每天使用手机超过12个小时，明显不合情理。而和使用手机日志记录的时间相比，人们口头报告的结果也显示出更大的误差。 为了消除记忆的混淆因素，最好的办法是找到完全不使用手机的人作为对照，或是获得人们的通话记录。但这两者都因为现实和隐私的因素而不能在研究中很好地实现。 为了更好地考察手机到底能否致癌，最直接的方法是走进实验室，用实验的方法进行比较。生物学家将小白鼠放置在与手机辐射类似的非电离辐射中。但没有发现类似手机的辐射会加剧小白鼠的乳腺癌几率。另一项实验则先使用化学致癌物诱导癌症发生，之后将一组小白鼠暴露在手机辐射中，也没有发现手机会明显地引发更多的脑瘤。 如果手机在短期内没有对癌症有显著的影响，它会不会可能在我们的身体内部产生更加慢性的危害呢？为了考察这一可能性，科学家们采用了DNA作为研究对象，考察手机对我们身体中最基本物质可能产生突变的影响。 2005年的一篇综述文章中，科学家们回顾了1700篇有关手机辐射和细胞DNA突变关系的文章，但有三分之二的文章否定了它们之间的关系。不过在以往对致癌物质对DNA影响的研究中发现，有些致癌物质不会破坏DNA结构，但也可能以促发癌细胞生长或修改基因的方式加剧癌症的恶化。 那么我们到底应不应该小心手机带来的癌症风险？5月31日，世界卫生组织（WHO）表示，过度使用行动电话导致脑癌的证据非常薄弱，但不是“零”。WHO下属的国际癌症研究机构表示，手机等电磁场辐射和农药，咖啡等一并被纳入“可能致癌”的名单中。这个名单根据危险等级高低被分为“致癌的”，“可能致癌的”，“潜在致癌的”和“无法分类的”。 但是这是否意味着官方对手机致癌的定论呢？可能还不能完全下这个论断，因为所有的研究尚未指向一个确凿的结果。我们要做的，可能是要稍微注意手机的使用，但也不必过于恐慌而影响手机的正常使用。
2. [食物科学] 放宽细菌指标，“生奶新标”意味着什么？
2010年新出台的乳品安全国家标准引起了巨大关注。新标准把每百克生乳的蛋白质最低含量从2.95克降低到2.80克，而生鲜乳细菌总数的最高限从每毫升50万个提高到200万个。与国外的标准相比，这一标准明显要低。 赞同这一标准的人士认为：外国是规模养殖，生产条件有保证，容易达到高标准；而中国主要是散户养殖，饲料质量和卫生状况都不佳，所以细菌总数不易控制。据《北京青年报》报道，“某位修改乳品标准的专家组成员”的解释是：中国奶业现状取决于国情，现行标准低系照顾散户奶农利益。 蛋白质含量是一个“营养指标”，考虑到身体需要的是“蛋白质总量”而不是“蛋白质浓度”，它对于食品安全倒也没有什么影响。所以，下面我们只分析细菌指标。 生奶中的细菌从哪里来 牛奶刚从牛的乳腺里产生出来时是无菌的，但此后，牛奶并不会立即进入奶瓶。它在被挤或者吸出来之前会暂时保存在奶牛的乳房中。健康奶牛的乳腺里基本上是无菌的。新挤出的奶中往往不超过每毫升1000个。不过，如果奶牛生病了，尤其是患了乳腺炎，奶中的菌数就会急剧增加，最高可达1000万个以上。 即使是健康的奶牛，其生活的环境对于奶中的菌数也有很大的影响。如果牛圈不够清洁，奶牛身上不够干净，在挤奶过程中也会有很多细菌被带入奶中。 挤奶设备和盛奶容器的洁净程度，对于生奶菌数也至关重要。牛奶本身含有细菌生长所需的各种成分，哪怕是容器上的一点残留细菌也会在牛奶的“滋养下”大量繁殖。美国的牛奶生产规范里，对于与牛奶直接接触的设备和容器都有明确的要求。如果不是一次性设备，在每次使用之前，不仅要求充分清洗，还要求使用高温或者化学试剂来消毒。 细菌数的增加不仅来自于外界的污染，更来自于牛奶本身细菌的繁殖。牛奶中的大多数细菌，在7℃以上就可以快速生长繁殖。在冷藏条件下，也不会被杀死，只是消停下来而已。只要温度上升，它们就又焕发青春。所以，挤出来的奶如何保存、保存多久，对于其中的细菌数至关重要。 显而易见，要保证菌数很低，需要在奶牛健康、养殖环境、挤奶设施和操作、生奶储存等每一个环节都下功夫。可以说，生奶中的菌数，不仅仅代表细菌本身，更能反映了整个牛奶生产过程的质量。可以说，所有菌数少的生奶都是相似的，而菌数多的原因却各有不同。 生奶中的细菌是否影响健康 支持生奶新标准的还有一条理由：生奶不是用来直接喝的，需要经过灭菌处理，所以即使其中有很多细菌，经过高温处理，也就被杀死了。这样，消费者买到的牛奶，也还是安全的。但是，如果事情真的如此简单，那么这个标准根本就没有存在的必要。 1、灭菌过程是否能杀死生奶中所有细菌？ 学术界、工业界和主管机构确实反对喝生奶。商业化的牛奶都要经过高温处理。目前，标准的处理有三种：
超高温几乎可以杀死所有的细菌，因而在密封的条件下可以常温保存很长时间。而传统的巴氏消毒和HTST效果是相同的，理论上能把细菌数降到处理前的十万分之一，专业术语叫做“5 log reduction”。也可以采用更高的温度而保持更短的时间，比如90℃保持0.5秒，也与传统的巴氏消毒效果相同。 巴氏消毒并不能完全杀死细菌，初始菌数的十万分之一也并不少。这些细菌会在以后的保存中重新焕发生机。所以，巴氏消毒奶必须冷藏，而且不能保存太长的时间。 “5 log reduction”，或者说把细菌数降到十万分之一，只是一种理想结果。在实际的巴氏消毒操作中，为了更加保险，也经常采用更长的时间或者更高的温度。比如72℃下保持15-30秒，或者90℃下延长到几秒。在这样的操作下，即使生奶中的细菌数很高，也确实能够把它降到“合格”。 2、细菌被杀灭，牛奶就绝对安全吗？ 不过，细菌对牛奶的质量的影响并不仅仅是活细菌。 首先，牛奶中有各种细菌，有一些会分解脂肪，有一些会分解蛋白质。两种情况都会使牛奶产生异味。而且，一旦异味产生，巴氏消毒也没有用。 其次，有一些细菌，尤其是某些引起乳腺炎的细菌，可能产生一些毒素。有些毒素并不能被加热破坏。这种情况不常见，但是完全可能发生。比如说，葡萄球菌产生的毒素，就可能导致急性肠胃炎。 如果一头奶牛感染了葡萄球菌而导致乳腺炎，它生产出了一批细菌数比较高的牛奶。这批牛奶经过巴氏消毒，细菌数降到了合格。但是，葡萄球菌在巴氏消毒之前产生的毒素仍然存在于牛奶中而且保持活性。如果不幸被人喝了，就有可能患上急性肠胃炎。 就牛奶而言（不包括牛奶衍生出的奶制品，比如酸奶、奶酪等），其品质（包括营养成分、风味和安全性等）在刚刚挤出来的时候最高。从离开牛乳房到被消费者喝掉的过程中，后续的任何处理都不会提高，最多只能是尽量保留。所以，国外把生奶的细菌数作为一个重要的质量指标。美国规定单一奶源的生奶菌数每毫升不超过10万，而多个奶源混合之后、在巴氏消毒之前也不超过30万。我国新标准中的200万个，确实是很低的标准。 怪异的立法逻辑 先不谈那个200万的菌数标准是否会对公众健康带来风险。如果北青报的报道属实——那位神秘的“修改乳品标准的专家组成员”给出的解释确实是此次修订的原因，那么只能说：这个立法的逻辑相当怪异。 食品生产规范是一种公共卫生决策，前提是把公众健康的风险降到足够低。在此基础上，才考虑给生产者尽量大的操作空间，以降低社会成本。也就是说，必须是先做风险评估，在什么样的标准下，公众健康的风险有多大。在此基础上，才考虑风险与成本的平衡。如果国际标准是10万，那么表明这个标准下的风险能够被普遍接受。如果要制定一个200万的标准，可以算得上是一个“非同寻常的主张”了，应该提供“非同寻常的风险评估报告”。 在还没有这样一份评估报告的情况下，为了迁就“散户奶农”，就制定一个大大低于国际常规的标准，显然不合理。所谓通过降低标准来“保护奶农”，就是让低成本生产的劣质产品进入供销渠道。实际上，奶农的利益并不由生产成本决定，而是由生产成本和出售价格的差异来决定。高标准的牛奶并不存在高的技术壁垒，而是需要高的成本投入。 在质量标准公平一致地执行的前提下，牛奶企业自然会通过提高价格来吸引奶农生产合格生奶。而这种成本的提高，最后也并非由牛奶企业承担。在公平的市场竞争下，最后是转化为消费者支付的价格。只要市场机制正常运转，这些价格最后会达到平衡，产业链中的每一环都会得到合理收入。而消费者，则付出合理价格，得到高标准的产品。 当然，前面所说的生奶中的“高菌量”可能产生有害毒素，只是理论的分析。在实际的生奶中，每毫升200万的菌数会带来多大的风险，还是需要具体的科学数据来评估。 或许“修改标准的专家组”进行了这一评估，认为这个菌数带来的风险可以忽略。但是，在公布这个评估之前，这个标准是无法服众的。而用“国情”和“保护散户奶农”来作为修改标准的理由，更不是合理的立法逻辑。
3. [地理探秘] 发生在海底的搬家故事四月底，著名科学杂志Science刊发了我为联合作者的一篇文章，这个工作主要讲了海洋表面的漩涡对海洋深处的生物群落迁徙的影响。简单的说，就是海底生物群落如何搭乘海洋表面漩涡的“顺风车”搬家的故事。
大洋中脊——海底黑烟囱的发源地 这个故事先要从大洋中脊说起。大洋中脊是海洋深处的巨大山脉，那里同时也是生成新的海洋洋壳的地方。在洋中脊火山口，灼热的岩浆由地幔向上涌，逐渐冷却，结合周围已软化的岩石形成新的洋壳，新生成的洋壳挤压洋中脊两边已有的地壳，不断向外扩张，最终在板块的交界边缘俯冲回地幔去。因此，洋壳在洋中脊出生，在板块与板块的撞击中消亡，这样代谢不止。 与大洋中脊相伴的有很多的海底火山，有时候这些火山会露出海面形成岛屿，最著名的便是冰岛。尽管大洋中脊是如此巨大的地形结构，但直到20世纪50年代，通过大量的海洋调查，科学家们才对其分布有了比较全面的认识。 正是因为大洋中脊深处岩浆不断上升，所以中脊附近有一种特殊的地质奇观——热液出口——这种结构类似陆地上的温泉。它是这样形成的：冷的海水顺着海底岩石的缝隙进入洋壳的深部，接触到被岩浆灼热的岩石后发生反应。反应后的海水变成高温高压富含矿物质的水，称为“热液”。上涌的热液喷出洋壳顶部，与冰冷的海水相遇。热液冷却过程中，矿物从其中析出，并且就近沉淀在喷出口的四周，日积月累下来就形成了一个个高高低低的像烟囱般的喷口。“烟囱”喷出来的热液如果有丰富的金属离子和硫离子，当热液与冷的海水混合时，黑色的金属硫化物迅速沉淀下来，就会形成“浓烟滚滚”的“黑烟囱”；也有一些小的烟囱喷出的热液温度稍低、流速较小、且其中含有较多的硅离子和钙离子，就会成为冒出二氧化硅和石膏的“白烟囱”。
“玫瑰花园”——神奇的热液生态圈 大洋中脊不仅孕育了海底黑烟囱这样的地质奇观，更令人惊奇的是，在这个被阳光“遗忘”的角落，还存在着一类特殊的生物群落。1977年，世界著名的载人潜水器阿尔文号（ALVIN）在东太平洋的加拉帕戈斯（Galapogos）群岛洋中脊地带考察热液活动时，意外地发现了在热液出口附近，有一片甚至比热带雨林更为生气勃勃的生物群落。——那是一片很美丽的景色，有着如雪片般密集的微生物，白色的贝、蟹，紫色的鱼、虾，最奇妙的是那里有大片大片红白相间的如同盛开的玫瑰一般绚烂的“花朵”，于是科学家们给这里取了一个美丽的名字——“玫瑰花园”（Rose garden）。
寂寞的海底从此因为有了“玫瑰花园”而热闹了起来。 和我们常见的基于光合作用的生态系统不同，热液出口处的生态系统是基于化能合成作用的。在这个小系统中，能够利用热液里面的硫化物获取能量的细菌是最基本的生物。在这些细菌提供的能量的基础上，热液出口处还生活着多种其他生物。2007年，我也有幸乘坐阿尔文号下到2400多米的东太平洋中脊。在那里，亲眼目睹了长达2米的管状蠕虫、贝类、白色大螃蟹还有粉紫色的大丑鱼，都活得很惬意的样子。 中尺度涡——搬家的顺风车 美丽的事物总是短暂的，同样，靠抽热液出口的“烟”活着的玫瑰花园并不长久。热液出口不稳定，有时候会突然大规模地喷发。随着研究的不断深入，海洋学家们发现了一个奇怪的现象：发生比较大型的喷发时，热液出口附近的几乎所有生物都会死亡，但等喷发过去后，生物群落很快又会重新出现在新的热液出口。 也许你会觉着新群落的出现是很自然的现象，但其实海底生物群落中与化能合成细菌共生、处于最基础营养级的管状蠕虫个要“搬个家”并不那么容易。首先，海底的温度非常低。在我们观测的东太平洋海底，水温大概为2℃左右。而管状蠕虫的幼虫在这么低的温度下，并不能存活很久，大概只有一个月左右。另外，这些生物幼虫几乎没有游泳的能力，所以它们不可能自己游到新的热液出口。曾经认为的一个比较可能的原因是大洋中脊附近的海流把幼虫带过去的，不过，后来科学家们观测海底的海流非常弱，距离我们观测到的喷发后又有生物出现的热液出口最近的生物群落也有300多公里，非常弱的海流是不可能在幼虫死亡之前把它们运到这么远的地方去的。 那还会有什么力量更强大的“顺风车”呢？
2004年到2005年，我们在东太平洋中脊区域放置了十几个海流计，把它们都挂在锚定在海底的浮子上面，这样它们就能测量海底不同深度的海流变化。此外，我们还布放了可以测量生物幼虫数目及沉积物的仪器。通过观测，我们发现大多数时候，大洋中脊附近的流场比较弱，也很稳定，但在某段时间流速会突然反向并强度明显增强。当我们分析同时期的卫星资料时发现，在海底流速变化的时候，有一个直径300多公里的中尺度涡旋正好经过我们的观测点。然后，结合数值模型及生物幼虫和沉积物的观测数据，我们推测出：正是海面的那个大涡旋影响到几千米深的海底，它导致的海流让热液口的蠕虫幼虫搭上了搬家的顺风车。
我们的工作除了解释了热液出口生物群落的迁徙问题外，还发现了另外一个问题。在太平洋东部的这些中尺度涡旋的强度和数量，跟给人类带来众多灾难的厄尔尼诺现象之间有一定关系。这就是说，当厄尔尼诺现象发生时，不但我们人类会受到影响，连躲在海底几千米的生物也会通过这些大涡旋被间接的影响到。这也告诉我们，地球是一个高度耦合的系统，真算得上是“牵一发而动全身”。
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