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《海洋奇緣》莫娜住的火山島,與快樂岩石小夥伴們

xmallwolf
・2017/02/07 ・2192字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

《海洋奇緣》莫娜(右)和半神人毛伊(左)。圖/IMDb

—-以下有雷,小心慎入(不過看完預告片大概也都知道劇情是什麼了……)—-

在電影《海洋奇緣》(Moana)中,故事的主角莫娜(Moana)是一個酋長的女兒,住在莫圖努伊島(Motunui )上的她因為嚮往外面的世界,不斷想偷跑船,但總是被爸爸抓回來。直到某天,海島發生了巨大的改變——島上的椰子不再有椰子汁、漁獲量變少——莫娜的祖母告訴她,這是因為半神人毛伊(Maui)偷走大地女神塔菲緹(Te Fiti)的海洋之心,釋放黑暗力量,造成生態平衡被破壞。

為了拯救大家,莫娜終於找到正當理由出海找毛伊,說服他歸還海洋之心。

莫娜從哪來?

電影中的莫娜,原始設定是玻里尼西亞人,而真實的玻里尼西亞人大部分居住在太平洋中南部,這可以對應到片中大量出現黑色的島嶼和白色的砂灘。

《海洋奇緣》的場景設定。圖/slashfilm

在現實中如果仔細觀察,不同的地點會有著不太一樣顏色的砂灘,部分臺灣西部的砂灘是黑色的,這些砂可能來自中央山脈的板岩;在綠島可以看到白色的砂灘,這些大多是珊瑚死亡後,被海水沖上來形成的砂;如果看到五顏六色的砂灘,通常……是海漂垃圾被海水打上來了。

波里尼西亞人分布範圍約是經緯 180 度以東,南、北緯 30 度之間,莫娜身處珊瑚生長的地區,身邊出現白色的砂灘也是很合理的事情。然而,島嶼為什麼會是黑色的?

黑色的島嶼

波里尼西亞人大多住在夏威夷群島、紐西蘭和復活節島之間,這個區域根本是滿滿的大島嶼,且大多是火山噴發而成。拿裡頭著名的夏威夷群島來說,最大的夏威夷島上就有五座火山,還有正活動的冒納羅亞活火山(Mauna Loa)。

如果我們抽乾海水再來看看夏威夷群島,會發現這些島嶼們居然會排排坐,一路從夏威夷島排到太平洋西北的阿留申海溝。科學家們目前認為是由於地函熱對流將很熱的物質帶上來,在地表形成熱點(hot spot),也造成地表有火山活動。後面也因為火山活動,造就一座的島嶼形成。雖然熱點基本上不太移動,但板塊卻會緩緩移動,隨著板塊的運動,地表上就形成排成一列的島嶼,而這些島嶼排列的方向也暗示著板塊移動的方向。

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夏威夷群島形成機制與排列方向。圖/Tasa Graphics Arts

火山島各種特色岩石導覽

岩漿噴出地表經冷卻後形成的岩石,叫做熔岩(lava)。還未形成熔岩之前的岩漿,還處於熔融狀態的情況下,其實還是有些微差異的,這些岩漿會依照二氧化矽的含量多寡,影響岩漿的黏滯性和流動性。二氧化矽含量較少的岩漿,黏滯性比較小,比較容易流動。

繩狀熔岩

繩狀熔岩。圖/By Tari Noelani Mattox, USGS geologist, Public Domain, wikimedia commons.

在電影中偶爾會出現一條一條的岩石,有點像繩子的模樣,這種岩石稱作繩狀熔岩(pahoehoe)。它的原文念起來近似「帕揮揮」,其實是夏威夷文。而這種岩石的成因,是由於流動性比較高的岩漿,在流動時表面已經冷卻固結,但是內部還是處於熔融狀態,內部還沒完全冷卻的岩漿不斷地向外擠出後冷卻,形成新的熔岩外殼。這種岩漿黏度小、比較容易流動,而繩狀熔岩會沿流動方向呈弧形彎曲或呈鏈形排列,弧型的頂端大多指向熔岩流動方向。

塊狀熔岩

圖/USGS, Public Domain, wikimedia commons.

在夏威夷也有其它形狀的熔岩,像是塊狀熔岩(Aa),「Aa」也是夏威夷文,音同「啊啊」大概是夏威夷人踩上去會啊啊叫所以就叫這種熔岩啊啊(根本夏威夷版健康步道),這種熔岩的表面比較粗糙,大多是有很多氣孔又會扎人的碎塊。在岩漿流動的過程中,由於該種岩漿的黏滯性較高,表面的岩漿不斷冷卻固結,內部的岩漿還沒冷卻,但是已固結的表層隨著岩漿不斷流動破碎成大小不等的碎塊。

枕狀岩流

枕狀岩流。圖/Public Domain, wikimedia commons.

如果岩漿流入水中,或是在海底下噴發時,會因急速冷卻和壓力作用讓岩漿冷卻後的形狀看起來像圓球狀,這種稱為枕狀岩流(Pillow Lava)。而外表雖然因為冷卻形成固體外殼,內部岩漿因為壓力增大,擠破外殼,岩漿便從細縫中再長新的一顆球狀熔岩出來,不斷循環,才形成我們看到的枕狀熔岩。枕狀熔岩的形狀多為上圓下尖,因此可作為判定地層上下的指示。

在不同情況下,岩漿會形成的熔岩樣貌都有點不太一樣,這也可以指示著當時岩漿的成分比例和冷卻的環境。下次去夏威夷看看哪裡會有枕狀熔岩吧?

塔菲緹最後的化身

在片末,莫娜將海洋之心放回去後,熔岩怪帖卡(Te Kā)慢慢轉回原本大地女神塔菲緹的樣貌,最後睡回大海中,身上也長出許多植物。這段過程很有可能指示著當時火山島形成的過程:一開始是火山岩漿噴發,冷卻後慢慢形成火山島;島上的岩石經過風化後慢慢形成土壤,並漸漸有一些先驅植物生長。

《海洋奇緣》算是考究得相當仔細的一部片,海水的顏色、運動相當接近現實樣貌,趁空檔的時間一起和莫娜出海尋找海洋之心吧!


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xmallwolf
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滔滔OceanSays編輯,也是PanSci特約作者,曾在茫茫的物理之海中載浮載沉,後來隨著洋流漂到遠洋慢慢沈積下來。


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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)