0

0
0

文字

分享

0
0
0

跨年夜的捷運改變了地球磁場?那真是比萬磁王還要狂啊!

阿樹_96
・2017/11/07 ・2860字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 489 ・五年級
source:新聞畫面截圖。

又看到了讓人白眼翻過後腦到後背的蘋果「獨家」新聞報導【獨家】300萬人瘋跨年倒數 讓研究團隊發現北捷影響地磁場雖然早就見怪不怪了,但就是忍不住要抱怨一下。別再說什麼認真就輸了、去看相關報導底下網民對研究的酸言酸語或是錯誤理解(譬如說研究很無聊、北捷會害大屯火山爆發嗎?為什麼北捷會影響全球磁場…等等),就知道這不認真不行啊!

先說一件最重要的事:

並不是研究有問題,是新聞的論述有問題!
並不是研究有問題,是下標的方式太奇怪!
並不是研究有問題,是腦補的報導太過頭!

更不用說後來的自由時報蝦米?北捷竟能造成地球磁場異常UDN創全球之先重大發現 跨年夜北捷載量大改變地球磁場》以及其它各式各樣的延伸報導(這裡的民視新聞的影音內還有小動畫。)

source:民視新聞截圖《什麼! 北捷竟造成地球磁場異常》

這些報導至少都犯了二個錯誤,其中第一個大問題都出現在標題,讓我們看一下幾個標題:

  • 300萬人瘋跨年倒數 讓研究團隊發現北捷影響地磁場
  • 蝦米?北捷竟能造成地球磁場異常
  • 創全球之先重大發現 跨年夜北捷載量大改變地球磁場

地球磁場可以被人為改變嗎?不行!這也是最根本的錯誤,因為目前依「 自激磁學說」(Self-excitingdynamo)所認知的地磁場成因,是受外地核的液態金屬運動產生,地表的擾動對其影響太小。而地球磁場的量測所量到的資料僅僅就是「總磁場強度」,詳細方法請見此連結,因此眾多報導犯的很大一個錯誤,便是「地球磁場」和「量測地球磁場」的差異傻傻分不清楚。

而這之間的差異究竟在哪呢?磁力儀量測地球磁場的時候,不僅僅會量到地球本身的磁場,還會量到各式各樣的訊號,包括太陽輻射、太陽磁爆、地層中的金屬礦物、地震或火山的前兆(目前還不能百分百確定,這也是此研究布設儀器的研究目的),以及這篇報導提到的其他人為來源

除了地面以外,海上、空中(如圖用直升機)也能作磁力觀測。圖片來源:wikimedia

為量測只會知道總結值,無法知道是各別的來源貢獻,科學上最直接的方法就是用多台儀器、多地設置的方式,用各種交叉比對的方式來推估,所以這篇報導的研究,就拿了台北的幾個測站和花蓮的測站相比,試圖找出原因。

我們現在知道「捷運」可能會影響這個量測值所以會覺得很容易,但問題是正在進行研究的時候是不會先知道這是個影響因素,加上國外在之前也沒有前例指出捷運系統導致會影響量測值,因此「跨年的加班營運」就成了最重要的關鍵。這個「額外」的營運等於幫研究作了實驗,成了在沒有延駛的狀態在這樣的情況下成為對照組。

所以回過頭來,我們只能說研究能告訴我們的是:捷運造成的磁場變化影響地磁場觀測結果

如果嫌這個標題不吸引人、不會有人看,不然起碼也把地球磁場後加上「觀測」二字,這樣起碼不會錯這麼大。畢竟「影響地磁場」是一個極為強烈的因果句,很容易誤會成它影響了地球本身磁場這件事,但它其實只是影響了觀測結果而已!

當然啦,用嚴苛的角度來看,把跨年人多跟影響地磁場串連在一起的方向仍然是有點問題的。因為造成磁場變化的原因其實跟人多、載運量大一點關係都沒有,不然人人都萬磁王了好嗎?實際上問題是聚焦在車子運行時的電流影響,所以車班多、營運時間才是關鍵。

圖片來源:Pat Loika@flickr

至於這樣的研究最大的貢獻在哪,阿樹覺得絕對不僅止於是上述舉出的報導中所強調的「捷運產生雜散電流」、「磁場對人體影響」諸如此類的問題。可以先想一下,我們每天坐捷運多久?離軌道多近?以及最重要的「2萬 nT 的磁場強度是多大?」話說,文中寫的2萬nT=0.02mT,其實電冰箱的 5mT 比這個值多了250倍,要擔心電車不如先擔心電冰箱吧?真要擔心的話,恐怕也不能待在地球上了,因為背景地球磁場也是介於2萬5~6萬多nT 的哦!

但是,不提捷運電流和磁場對人影響,這研究對「一般人」有什麼相關呢?其實我們只要問一個簡單的問題就好:「為什麼要觀測這個」

多數報導文中其實都有提到,這幾台磁力儀是用來「監測大屯火山活動」而已設立的,前面也提到了觀測值中有balabala的一堆,所以實際上我們把「火山和地震的前兆當成觀測目的」,其它所有的值都是要濾除的雜訊,要濾除就要先弄懂所有雜訊的來源;而捷運行駛影響是影響觀測的因素之一,是因為目前在國際上還沒有太多人將其定義出來。

而且監測大屯火山本來也就是件對民生十分重要的事(延伸閱讀:大屯火山是有岩漿庫的活火山,我們該擔心嗎?),弄清楚如何更能濾除非地震的訊號,不也是很重要的成果貢獻嗎?實際上地震或是火山活動的許多監測方式,都是在找「異常事件」,但異常事件還得要排除各種可能,才能聚焦在地震或火山的因素上。所以要找這種前兆是辛苦的工作,並不是加減乘除就可以解決的!科學家的五年功,全都在這邊,一瞬間的報導若是偏了,也就弱化了他們的貢獻。

如果被我一講後,你覺得這個似乎研究跑到了遙不可及的象牙塔中,不妨一想:

或許你會發現,跨年倒數的時光,可能貢獻了你最在乎的情感交流;但你不一定會知道,當天末班延駛捷運,正在放出科學家最在意的微小電流。

謹以這有點超展開的結尾來提醒大家,在新聞報導上看到驚世研究時,請多想幾秒鐘、世界可以很不一樣(誤)。大眾多數希望研究成果可以很簡單的告訴我們結論,但通常的科學觀測和研究上有意義的結論,都會比想像中的複雜一點,所以阿樹才立志於轉譯這些事情並分享啊!

圖片來源:Subscriptshoe9@wikimedia

最後附上研究文獻的全文連結:《Artificial magnetic disturbance from the mass rapid transit system in Taiwan

本文授權轉載自阿樹的地球故事書,原文《跨個年就能改變地磁場?那真的比萬磁王還要狂!》經編修後刊登。

延伸閱讀:


數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
阿樹_96
72 篇文章 ・ 17 位粉絲
地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。


2

7
5

文字

分享

2
7
5

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?

數感宇宙探索課程,現正募資中!

所有討論 2
椀濘_96
29 篇文章 ・ 26 位粉絲
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’*)