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卡西尼號發現泰坦可能擁有地下海洋

臺北天文館_96
・2012/07/24 ・1159字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

 義大利羅馬智慧大學(Sapienza University of Rome)Luciano Iess等人分析卡西尼號太空船(Cassini)的觀測資料,發現土星最大的衛星—土衛六(泰坦,Titan)在其冰殼之下,可能有地下海洋。尋找海洋一直是太陽系探索任務最重要的目標之一,因此這些科學家非常高興他們找到了一個海洋世界。

當土衛六環繞土星公轉過程中,受到土星重力影響,不斷被嚴重地擠壓或拉長。這些科學家估算:如果土衛六完全由堅硬的岩石組成,則土星重力僅會讓土衛六固體部分變形而形成高約1公尺的凸起(bulge),類似月球的重力引起地球海洋的潮汐現象一樣。但卡西尼號卻偵測到約10公尺的凸起現象,顯見土衛六不是完全由固態岩質物質組成。在地球上,地表海洋的潮汐現象由月亮和太陽的重力會造成。在開放式的海洋地區,潮高可達60公分左右。雖然液態水易於移動而形成潮汐現象,但其實受到太陽和月球重力拉扯之下,固體的地殼部分也會出現高約50公分左右的凸起。

土衛六每16天繞土星公轉一周,科學家便可研究它在軌道上不同位置時的形狀。由於土衛六並非完美的球形,而是有點拉長的橢球形,像是橄欖球一樣的形狀,它的長軸方向在比較靠近土星時會被拉得比較長;而8天之後,當土衛六離土星比較遠時,長軸方向變得較短,顯得比較圓。卡西尼號便是藉此測量土衛六被擠壓和拉扯的重力效應。

科學家之前不太確定卡西尼號是否能偵測到土衛六受所受到的土星重力潮汐,不過從2006年2月27日到2011年2月18日期間,卡西尼號6度接近土衛六的機會,這些科學家經由測量土星重力潮汐造成土衛六的變化,推測土衛六的內部結構。

Iess等人推測:土衛六內部應該有海洋,這片海洋無須太大,也無須很深,就足以讓土衛六受土星重力潮汐影響下,產生10公尺高的凸起。這片液態海洋,應是位在土衛六變形的地殼和固態地函之間。由於如同太陽系外側許多冰衛星一樣,土衛六表面絕大部分是由水冰所組成,因此這些科學家認為土衛六的海洋應該主要成分應是液態水。

土衛六擁有地下海洋的現象,並不是此處一定有生命出現的指標。科學家認為當液態水與岩石有接觸時,反而比較容易形成生命,而卡西尼號的資料並不能指出與土衛六地下海洋底部接觸的是岩石還是冰。

如果能多瞭解一點這片地下海洋的細節,或許也可以進一步瞭解土衛六表面甲烷可不斷更替補充的謎題,亦即甲烷究竟如何保存於土衛六內部,如何向外噴出至表面?土衛六所有獨特的現象都與其表面出現的大量甲烷有關,但大氣中的甲烷並不穩定,會在很短的地質時間尺度內就被摧毀,所以如何不斷補充大氣中的甲烷就變成一個非常重要的課題。科學家猜測:土衛六這片液態水海洋,其中的「鹽分」是氨,可以藉由液態海水中的氨鹽氣泡藉由浮力上升土衛六地殼,在冰殼中釋出甲烷。

資料來源:Cassini Finds Likely Subsurface Ocean on Saturn Moon[2012.06.28]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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臺北天文館_96
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鑑識故事系列:投資騙子 Melissa Caddick 自我截肢?!
胡中行_96
・2022/09/29 ・4648字 ・閱讀時間約 9 分鐘

前言:2020 年投資詐騙高手 Melissa Caddick 的消失,堪稱澳洲 30 年來,最高調的失蹤案件。[1] 從騙局、失蹤、謀殺或自殺到遺產分配,偵辦過程中,金管單位與警方運用科技和大量人力,試圖查出真相並彌補受害者的經濟損失。

有一名澳洲女子從小和 Melissa Caddick 一起長大,關係親密。2012 年當 Caddick 創立 Maliver 公司,她決定將退休金交給 Caddick 管理,協助朋友的事業起步。2019 年,她更把家人也拉進來共襄盛舉。兩人每年會找個中午聚餐,討論投資細節。2020 年 11 月 11 日,[2-4] 她收到回覆邀約的簡訊說:「沒問題。」但Caddick這次卻沒有履行赴約。[5]

事實上,那天澳洲證券投資委員會(Australian Securities and Investments Commission,簡稱ASIC)[註] 和聯邦警察,正在抄 Caddick 的豪宅,一切天翻地覆。[5]

另外,一個認識 Caddick 約 25 年的女性及其妻子,[6] 5 年來也託付 Maliver 公司為數龐大的退休金。[3] Caddick 先是建議開設聯邦證券有限公司(CommSec)的帳戶,提供組合績效評估,[7] 此後還定期報告投資成長的情形。瀏覽著網路新聞,「我覺得照片上的人看起來像 Melissa(Caddick)」,這名客戶說:「標題是百萬富豪金融顧問失蹤。」[3]

澳洲證券投資委員會搜索 Melissa Caddick 的豪宅。來源:Guardian Australia on YouTube

晨跑,有去無返

早在 2020 年 9 月,ASIC 便已針對 Maliver 公司展開調查。[4] 11 月 11 日,聯邦警察在 Caddick 的家翻箱倒櫃,[2] 挖出珠寶、名牌服飾以及大量外幣現金,[8] 總共花了12小時,直到傍晚 6 點半才結束任務。[2] 12 日凌晨 5 點半,她的丈夫 Anthony Koletti 還在睡夢之中,[9]但 15 歲的兒子聽到前門關閉的聲音,猜想母親是出去晨跑。[10]

然而,時年 49 歲的 Caddick 再也沒有回來。[11-13]

丈夫報案

Caddick 沒帶手機和鑰匙,卻就此失蹤。30 個小時後,她的丈夫 Koletti 報案。[14] 新南威爾斯州警方起先不覺有嚴重異狀,等到 12 月 2 日[11]才把 Caddick 的家和兩台車視為犯罪現場。[2] 在這之間,Koletti 曾公開懇求:「妳是個全心奉獻的母親;美麗的女兒和姊妹;也是被愛的妻子。…妳知道我們有多愛妳,這裡一切都有人照料。妳沒有闖禍,只管回家吧!」[9, 15]

穿跑鞋的豬與漂流模型

在科技氾濫的今日,要一個人毫無電子足跡,其實也不太容易。[15] 偏偏豪宅的監視攝影機,在 Caddick 失蹤前二天就停止運作,鄰近街坊也沒有錄像。[9] Koletti 猜測她說不定懷著大把現金,窩在某間廉價旅館裡。[11] 新南威爾斯州的警察下載了她兩台轎車內,行車電腦的資訊;[1] 挨家挨戶查訪鄰居;[15] 還出動空中警隊(PolAir),卻都徒勞無功。[14]

在不排除她或許落海的情形下,警方曾打算從其住家附近的海灘,釋放裝有追蹤器的死豬,讓其中幾隻學Caddick 穿跑鞋,看鯊魚會不會來咬,然後觀察遺骸隨著潮水漂向何處[16] 拿死豬代替人類屍體是鑑識科學的慣用手法,因為前者既便宜又容易大量取得,[17] 而且兩者在水中腐化的狀況相似。[18] 不過,使用電腦軟體模擬的效果,也不遑多讓。屍體於海中的移動比在湖裡快速,有些短時間內便會流到幾百公里外,還得考量洋流、潮汐和風向等因素。漂移模型的運算軟體,無疑能縮小海底撈針的範圍。[19]

果然,警方用的電腦軟體,[20, 21] 預測結果驚人地準確。[22]

加拿大實驗的豬屍,在海底成為鯊魚和蝦蟹的大餐。圖/參考資料 18,Figure 2(CC BY 4.0)

沖上岸的腳

時間就這樣過了約莫三個月,2021 年 2 月 21 日,[1]距離 Caddick 住家 430 公里處的海灘上,[22]兩名露營的遊客[1]發現一支跑鞋,裏頭有嚴重腐爛的人類腳掌。[16]這不僅是軟體推估的地點,[22]那支鞋子也符合 ASIC 調查影片中,Caddick 穿的尺寸與樣式。警方從腐屍、她的牙刷和親人身上,分別取得 DNA,[1]然後耗費 5 天比對,[23]確認該腳掌為其遺體。[1, 24]

突如其來的線索,觸發幾個問題:Caddick是否死了?自殺或他殺?如果她已經過世,ASIC 的金融案件又該怎麼辦?

網民的陰謀論

由於鑑識團隊無法判定那隻腳掌到底是刻意截肢的結果,或是在海中因故與遺體的其他部份分離;[2]追蹤此案至走火入魔的澳洲網民,於是提出數個陰謀論的可能,其中包括:少了一隻腳掌的 Caddick 還活著。[25]過往的文獻中,有憂鬱、躁鬱或思覺失調的人自我截肢。不過,個案通常不是被送醫,就是當場死亡。[26]因此,要缺乏醫療專業技術的 Caddick,砍斷自己的腳掌,還能繼續躲躲藏藏,機率並不是太高。

19 世紀介紹截肢的文獻插圖。圖/University of Liverpool on Flickr(CC BY-SA 2.0)

他殺?自殺?

Caddick 消失後,Koletti 曾用妻子的手機,冒用她的身份,傳訊息給清潔工;而且聯絡她的朋友時,也未告知失蹤的事。此外,儘管 Koletti 聲稱沒有親眼見到 Caddick 離開,卻能描述她當時的穿著。這些不合理的言行,令警方懷疑他在某個程度上知情不報。[11]然而,他們也坦言沒有任何謀殺的證據。[14]

另一方面,Caddick 失蹤前承受莫大的經濟壓力,有次沿著海邊的懸崖散步時,曾對友人說:「如果我想結束一切,就會在這裡」。[2]更何況拋下私人物品,確實是自殺的徵兆[27]所以警方也覺得不無可能。[6, 28]

投資詐騙的規模

無論是自殺、他殺或意外,警方基本上是認定 Caddick 死了。[29]不過,ASIC 對其金融案件的調查,仍然持續進行。那名認識 Caddick 25 年的客戶,在得知她失蹤後,帶著 2020 年 9 月的投資報告,去聯邦證券有限公司詢問相關事宜。辦事員接過文件,遲疑了一下:帳號少了一個號碼,公司的商標也僅是雷同。 [3]

2012 到 2020 年期間,[7] Caddick 無照經營 Maliver 公司,[1]違反了 38 條公司法的規定,並從 72 名受害人那裡,騙取澳幣 3 千 2 百萬元(約 2020 年的新臺幣 6 億 5 千多萬元)。[7]她拿這些錢去償還貸款,[30]支付美國運通卡澳幣 70 萬元帳單,還有購買 Dior 和 Chanel 等名牌奢侈品。[3]同時,其名下有股份、房屋等資產,[31]但銀行存款僅剩澳幣 5 千 6 百元。[1, 31] ASIC 返還了部份資金給受害者,[7]卻還有澳幣 2 千 3 百萬元左右的缺口。[7, 32]於是限她的丈夫 Koletti 在 2022 年 5 月 18 日前搬家,[33, 34]準備法拍估計超過澳幣 1 千 5 百萬元(約新臺幣3億1千5百萬元)的豪宅。[34]

遺產分配

ASIC 透過法院,凍結了 Caddick 所有的資產,僅允許家屬每週提領澳幣 800 元(約新臺幣1萬6千多元),以支付基本生活開銷,並養育 Caddick 的兒子。家屬其實希望額度調高到澳幣 4,880 元(超過新臺幣10萬元),但又說不出個理由來。[4]另外,曾任美髮師的丈夫 Koletti,自從二人於 2013 年結婚後,[33]對家庭有勞務等付出,因此覺得自己有資格分一杯羹。[34]同時,他以強烈嚴詞指控某 ASIC 調查員態度惡劣;[29]但警方卻反過來用暴力禁制令保護後者,[35]雙方各執一詞。而 Caddick 的父母因為曾資助她置產,所以也自認有權獲得部份遺產。[33]

ASIC 自從認定 Melissa Caddick 死亡後,便不再追究她個人的法律責任,單純將重心放在補償受害人的經濟損失。[5]她名下的車子 Audi R8 V10 與 Mercedes-Benz CLA45 已遭法拍,[36]房產也被仲介網站專文介紹。[37, 38] 及至 2022 年 9 月底,法院仍在持續審理此案,[2]距離完全結清遺產,應該還有一段時間。

  

延伸閱讀

鑑識故事系列:為破案結婚?!「Somerton Man 懸案」

備註

澳洲證券投資委員會(Australian Securities and Investments Commission)的中英文稱呼,雖然有點對不太起來,但這是澳洲辦事處寫的官方名稱。[39]

參考資料

  1. Jessica Kidd. (26 FEB 2021) ‘Melissa Caddick dead, police confirm, after campers find her foot on NSW South Coast’. ABC News.
  2. Jamie McKinnell. (12 SEP 2022) ‘Experts cast doubt over Sydney fraudster Melissa Caddick’s foot amputation theory, inquest hears’. ABC News.
  3. Clarke C, McDonald A, et al. (17 DEC 2020) ‘Cheryl and Faye thought they had nearly $1m invested with ‘friend’ Melissa Caddick. Then she went missing’. ABC News.
  4. Jamie McKinnell. (15 DEC 2020) ‘Investors handed over $13m to Sydney businesswoman Melissa Caddick before she vanished, court told’. ABC News.
  5. Jamie McKinnell. (8 JUL 2021) ‘Melissa Caddick’s childhood friend felt betrayed after handing over life savings to fraudster, court told’. ABC News.
  6. Alison Xiao. (27 FEB 2021) ‘Melissa Caddick’s court case must go ahead despite alleged fraudster’s death, ASIC says’. ABC News.
  7. Jamelle Wells. (29 JUN 2021) ‘Melissa Caddick left investors nearly $24 million out of pocket, court told’. ABC News.
  8. Tim Swanston. (16 SEP 2022) ‘Footage from ASIC raid at Melissa Caddick’s home shows envelopes full of foreign cash’. ABC News.
  9. Mark Reddie. (25 NOV 2020) ‘Disappearance of Sydney businesswoman Melissa Caddick treated as suspicious.’ ABC News.
  10. Mark Reddie. (04 MAR 2021) ‘Police suspend search for Melissa Caddick’s remains in water close to her Sydney home’. ABC News.
  11. Jamie McKinnell. (14 SEP 2022) ‘Melissa Caddick inquest hears husband thought she would resurface for court date’. ABC News.
  12. Jamie McKinnell. (27 JUL 2022) ‘Melissa Caddick’s Dover Heights property to be sold as parents vie for Edgecliff apartment’. ABC News.
  13. Jamie McKinnell. (27 NOV 2020) ‘Police deny court claim that case of missing person Melissa Caddick is now murder investigation’. ABC News.
  14. Jamie McKinnell. (13 SEP 2022) ‘Melissa Caddick’s husband Anthony Koletti gave ‘conflicting’ versions of events, inquest hears’. ABC News.
  15. Jesse Dorsett. (20 JAN 2021) ‘Police believe Melissa Caddick still alive as investigation into her disappearance continues’. ABC News.
  16. Jamie McKinnell. (15 SEP 2022) ‘Melissa Caddick inquest hears request by fraudster’s mother and brother to give evidence’. ABC News.
  17. Matuszewski S, Hall MJR, Moreau G, et al. (2020) ‘Pigs vs people: the use of pigs as analogues for humans in forensic entomology and taphonomy research’. International Journal of Legal Medicine, 134, pp. 793–810.
  18. Anderson GS, Bell LS. (2014) ‘Deep Coastal Marine Taphonomy: Investigation into Carcass Decomposition in the Saanich Inlet, British Columbia Using a Baited Camera’. PLOS ONE, 9(10): e110710.
  19. Madea B. (2022) ‘22.2.4 Investigative Approach’ in Handbook of Forensic Medicine. John Wiley & Sons, 2nd Edition.
  20. Emma Elsworthy. (28 FEB 2021) ‘Human remains wash up on NSW’s South Coast, days after Melissa Caddick’s foot was found’. ABC News.
  21. NSW Police confirm human remains found at Mollymook did not belong to Melissa Caddick’. (02 MAR 2021) ABC News.
  22. Tim Swanston. (27 FEB 2021) ‘Police thought Melissa Caddick was alive — three key factors combined to prove otherwise’. ABC News.
  23. More flesh found at NSW South Coast beach near where Melissa Caddick’s foot was found’. (01 MAR 2021) ABC News.
  24. Melissa Caddick search continues as police await DNA results of human remains found on NSW South Coast beach’. (28 FEB 2021) ABC News.
  25. Kontominas B, Nguyen K, Coote G. (02 MAR 2021) ‘How the case of Sydney businesswoman Melissa Caddick has captivated the public and baffled police’. ABC News.
  26. Marques E, Maiorino EJ, Tallackson Z, et al. (2019) ‘Self-amputation of the Upper Extremity: A Case Report and Review of the Literature’. Cureus,11 (10): e5858.
  27. Lukaschek K, Baumert J, Ladwig KH. (2011) ‘Behaviour patterns preceding a railway suicide: Explorative study of German Federal Police officers’ experiences’. BMC Public Health 11, 620.
  28. Helena Burke. (20 APR 2022) ‘Husband of Melissa Caddick stakes claim to a share of the millions she owned in property, luxury cars and jewellery’. ABC News.
  29. Paige Cockburn. (18 MAR 2022) ‘The letter contained several allegations about Isabella Allen, who is leading the Australian Securities and Investments Commission (ASIC) investigation into his wife’. ABC News.
  30. Jamie McKinnell. (28 FEB 2021) ‘Melissa Caddick allegedly ‘co-mingled’ investors’ funds with her own to buy luxury goods and then falsified financial documents’. ABC News.
  31. Jamie McKinnell. (22 FEB 2021) ‘Missing businesswoman Melissa Caddick’s bank accounts contain less than $6,000, court hears’. ABC News.
  32. Paige Cockburn. (12 APR 2022) ‘Melissa Caddick’s suspected death to be investigated by NSW Coroner in September’. ABC News.
  33. Helena Burke. (03 MAY 2022) ‘Melissa Caddick’s husband ordered to hand over Dover Heights home owned by Sydney fraudster’. ABC News.
  34. Helena Burke. (19 MAY 2022) ‘Melissa Caddick’s husband Anthony Koletti hands couple’s mansion to receivers’. ABC News.
  35. Alison Xiao. (9 FEB 2022) ‘Police seek AVO against Melissa Caddick’s husband, Anthony Koletti, to protect ASIC investigator’. ABC News.
  36. Alison Xiao. (22 FEB 2022) ‘Missing fraudster Melissa Caddick’s luxury cars sold at auction for more than $300,000’. ABC News.
  37. MacSmith J. (02 JUL 2022) ‘Melissa Caddick’s $15m mansion to be sold within weeks’. REA Group Ltd.
  38. Dulhunty K, Charlesworth C. (01 JUL 2022) ‘Michael Pallier selected to sell Melissa Caddick’s Dover Heights home’. Elite Agent.
  39. 金融服務」澳洲辦事處(Accessed on 18 SEP 2022)
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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海邊戲水要小心!一次帶你認識刺毒魚類,與被刺傷後的自救方法
自然保育季刊_96
・2022/07/20 ・4724字 ・閱讀時間約 9 分鐘

刺毒魚類是什麼?有刺的魚 ≠ 刺毒魚類

海洋是生命的發源地,其環境複雜多樣,孕育出多種多樣的海洋生物。在漫長的演化過程魚類發展出多樣適應環境的機制,包括物理性、化學性及生物性的調適,其中刺毒(venoms)屬於較為複雜的化學性防禦機制。

然而具有尖刺的魚類就等於是刺毒魚類嗎?答案是「否」的。

刺毒魚類的硬棘上附有毒腺,除了能為掠食者帶來物理性(刺傷)傷害以外,並會造成化學性(毒液)的二次傷害,毒腺所分泌的毒液會使傷口產生更為強烈的疼痛感,是一種特殊的防禦機制。

可能比你想像中多:世界上的刺毒魚類有多少?

全世界的魚類約有 30,000 多種,曾被報導過的刺毒魚類約有 2,500 多種(表 1),約占所有魚類的 8%,其主要可分為四大類,分別為:

(一)軟骨魚類中的銀鮫目(Chimaeriformes)、異齒鯊科(Heterodontidae)、角鯊科(Squalidae)

(二)軟骨魚類中的燕魟亞目(Myliobatoidei)

(三)硬骨魚類中的鯰形目(Siluriformes)

(四)硬骨魚類中的鰭棘魚類(Acanthomorphs)(Smith and Wheeler 2006;邵廣昭 2021)。

表 1 各類群刺毒魚類種類數量及毒刺部位。表/自然保育季刊

第一類刺毒軟骨魚類的毒刺主要分布於背鰭上,數量 1 至 2 根。

第二類魟類,現生種類約 200 多種,毒刺分布於尾柄上(Nelson et al. 2016),當其尾柄上的毒刺擊中掠食者後,毒液會經由外皮鞘(integumentary sheath)的破壞而全數釋出(Fenner 2004)。著名的電視節目主持人鱷魚先生 Steve Irwin 就是被大型魟類尾部的毒刺傷及心臟而喪命的。

黑線銀鮫(Chimaera phantasma)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

第三類鯰形目魚類,大多為淡水種類,其中有毒的種類大約為 1,500 種,毒刺分布於胸鰭及背鰭(Wright 2009),其毒刺外緣具鋸齒(圖 1A)。

鯰形目魚類在美洲具較高的多樣性,占所有種類的 60%(Nelson 2006)。臺灣產12種,淡水的種類有鈍頭鮠科(Amblycipitidae)1 種、鯰科(Siluridae)1 種、鬍鯰科(Clariidae)2 種、鱨科(Bagridae)2 種,鱨科的種類因背鰭(1 根毒刺)、胸鰭(2 根毒刺)具毒刺,故俗稱為三角姑;

海水的種類有鰻鯰科(Plotosidae)1 種,及海鯰科(Ariidae)5 種,兩者的俗稱分別為沙毛及成仔丁,毒刺的位置與鱨科一致。

圖 1 刺毒魚類毒刺形態之一。圖/自然保育季刊

A. 線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)胸鰭硬棘。 B. 瞻星魚(Uranoscopus sp.)匙骨上的棘。C. 褐臭肚魚(Siganus fuscescens)背鰭硬棘。 D. 托爾逆鈎鰺(Scomberoides tol)背鰭硬棘。縮寫:gr,groove 溝槽。

第四類鰭棘魚類,由六個類群所組成,分別為蟾魚目(Batrachoidiformes)、鮋亞目(Scorpaenoidei)、刺尾魚亞目(Acanthuroidei)、䲁亞目(Blennioidei)、逆溝鰺亞科(Scomeroidinae)及鱷亞目(Trachinoidei),雖然僅有 585 至 650 種,但相對於前面的三個大類群,毒刺的形態則顯得更為多樣化,毒腺可發現於牙齒、主鰓蓋骨(opercle)、匙骨(cleithrum) (圖 1B)、背鰭、腹鰭和臀鰭多個部位(Smith and Wheeler 2006)。

圖 2 刺毒魚類毒刺形態之二。圖/自然保育季刊

A. 中華鬼鮋(Inimicus sinensis )背鰭硬棘。 B. 魔鬼簑鮋(Pterois volitans )背鰭硬棘。C. 眉鬚鱗頭鮋(Sebastapistes strongia)背鰭硬棘。 D. 眉鬚鱗頭鮋頭部的棘。縮寫:gr, groove 溝槽;vg, venom gland 毒腺。

雙斑櫛齒刺尾鯛(Ctenochaetus binotatus)。圖/自然保育季刊

臺語有云:「一魟、二虎、三沙毛」

在海岸活動頻繁的臺灣,亦不乏關於刺毒魚類的諺語:一魟、二虎、三沙毛、四斑五、五象耳、六倒吊,或者是四臭肚、五變身苦;四變身苦、五成仔丁。

不管何種版本,「魟、虎、沙毛」均是刺毒危險程度的前三名。

線紋刺尾鯛(Acanthurus lineatus)。圖/自然保育季刊
線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

諺語中的,是泛指所有尾部具有毒刺結構的燕魟亞目魚類,身體呈圓盤形,大部分種類尾巴為細長的鞭狀,依不同種類尾部毒刺的數量可達 2 根或以上,大部分漁民在捕獲後,均會把尾部的毒刺去除。多數的魟類為底棲性魚類,部分種類更具潛藏於沙中的習性,因此在沙灘嬉水遊玩時,須多加注意腳下情況以免誤踩而被其刺傷。

沙毛指的是線紋鰻鯰(Plotosus lineatus),廣泛分布於臺灣沿海並常被釣獲,其體表光滑無鱗不易被抓住,故處理時須多加注意以免被刺傷;其幼魚常成聚集成群,被稱為鯰球。

黑帶稀棘䲁(Meiacanthus grammiste)。其毒腺位於下頜兩顆大型犬齒中。圖/自然保育季刊

二虎:多樣性豐富的刺毒魚類大家族

虎魚泛指臺灣產鮋亞目(Scorpaenoidei)的種類,其英文俗名有 scorpionfishes、stonefishes 、 waspfishes 等,有關 scorpionfishes 名稱的由來,或許命名者對其毒刺如蝎子螫到的觸感有著很深刻的體會。

除了虎魚這俗名外,石狗公、石頭魚亦為牠們常見的中文俗稱,因其偽裝(camouflage,一些種類會利用特化的皮瓣偽裝成礁石及表面的生物)或保護色,致使體態、體色與棲地環境極為相似而得名。

該類群是著名且危險的刺毒魚類,毒刺十分發達(圖 2),雖然鮋亞目魚類的頭部具有不少的棘(圖 2D),但具毒腺的部位僅為背鰭、腹鰭及臀鰭之硬棘(圖 2A-C) (Nelson et al. 2016),為海洋刺毒魚類的最大宗(Low et al. 1993;Church and Hodgson 2002;Vetrano et al. 2002;Fenner 2004),臺灣大約有 42 屬 100種(邵廣昭 2021)。

多數種類為底棲性魚類,棲息於沿海岩礁地形,行動緩慢並常靜止於礁石上,即使靠近之亦不動如山,其體色與環境十分相似不易被察覺,因此在潮間帶或岩礁海岸活動時,稍一不慎則有可能誤踩而遭其刺傷。目前被刺傷的個案僅國外有報導,被刺傷者大部分為漁業從事人員(Haddad et al. 2003),臺灣雖暫無相關學術文章報導,但大部分地區的海洋活動亦相對頻繁,相信有不少被刺傷的個案。

金圓鱗鮋(Parascorpaena aurita)。鮋科魚類多具備良好的偽裝能力,其體色與周遭環境融為一體。圖/自然保育季刊

鮋亞目魚類毒素均為蛋白質(Kiriake et al. 2013),結構並不穩定,遇熱後因蛋白質變性而失去毒性(伍漢霖 2006),亦有研究顯示斑點鮋(Scorpaena guttata)的毒素在 50°C 的條件下處理,短期內即失去活性(Schaeffer et al. 1971),表示魚肉在加熱煮熟後可食用。

俗稱獅子魚(Lionfish, Turkeyfish)的危險刺毒魚類亦同屬於鮋亞目家族的成員(簑鮋類 Pteroini),但與石狗公、石頭魚的不同之處在於其十分花枝招展的外觀,平常毫不躲藏、並徐徐地遊弋於礁石間。

因其華麗的外觀而常見於觀賞魚市場,亦因此經由水族觀賞魚途徑被棄養放生(Hamner et al. 2007;Betancur et al. 2011;Johnson et al. 2016),魔鬼簑鮋(Pterois volitans)自 1980 年起現踪於佛羅里達(Florida) (Freshwater et al. 2009),延長及發達的毒刺使其在當地幾乎沒有天敵,並逐漸擴張遍布整個大西洋西岸形成穩定的族群(Betancur et al. 2011;Ferreira et al. 2015;Johnson et al. 2016),而其驚人的食量對當地魚類族群造成極大的威脅,與另一種獅子魚—斑鰭簑鮋(P. miles)為知名的入侵物種。

毒擬鮋(Scorpaenopsis diabolus)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,喜靜止於礁石上伺機捕食路過之獵物。圖/自然保育季刊

毒刺的部位、結構及釋出毒液的機制

刺毒魚類的毒刺結構可發現於胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等部位。大部分毒刺均由硬棘(spine)、溝槽(groove)及毒腺(venom gland)所組成。刺毒魚類這類用毒動物不同於河魨,其毒素由自體產生(河魨毒素由食物累積於體內),經毒腺分泌,藉由硬棘導引或注射到防禦對象身上(Bulaj et al. 2003;Fenner 2004;Smith and Wheeler 2006)。

毒腺附著於硬棘上,硬棘具溝槽。毒液的釋放是一種被動形式,並不能主動發射,當毒腺受壓迫時,毒液釋出並沿著溝槽導流至防禦對象的傷口上。被刺後傷口附近立刻產生劇烈疼痛感,隨後延伸擴散,會伴隨噁心、嘔吐、呼吸困難等症狀(伍漢霖 2006)。疼痛感可持續數小時之久,過敏體質者更會休克、甚至死亡。

波氏擬鮋(Scorpaenopsis possi)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,體表具備海藻狀之皮瓣。圖/自然保育季刊

如何預防刺傷,刺傷後應該如何處理?

刺毒魚類並不會主動利用毒刺進行攻擊,因此進行海岸活動或沿海作業時,應注意隨時週遭環境並穿戴相關保護措施(如手套、涉水鞋等)避免身體裸露、降低被刺傷的機會;若在必要情況下須接觸具尖刺且種類不明的魚類時,應避免徒手直接捕捉並藉由工具謹慎處理之。

刺毒魚類另一個對人類造成危害的地方,在於其造成的傷口可能會因為細菌感染而產生二次傷害,嚴重者會導致局部組織壞死、敗血症,甚至感染創傷弧菌(Vibrio vulnificus),而創傷弧菌感染後惡化快速,其所引致的併發症通常具較高的死亡率。

輻紋簑鮋(Pterois radiata)。獅子魚在遭遇威脅時,胸鰭及背鰭會展開,並以腹部朝著礁石、背部朝外的方式抵禦掠食者。圖/自然保育季刊

刺毒魚類的毒性依種類及釋放量而有所不同,而毒素主要為蛋白質,其結構不穩定,易受熱、酸鹼所破壞而失去毒性。遭刺傷後應盡快移除毒刺,在適當的條件下擠出毒液,使用熱、酸、鹼條件處理傷口,破壞毒素的活性,並做好傷口的清潔及消毒的工作,防止細菌的感染。

刺毒魚類所造成的傷害反應因人而異,經過現場初步處理後,應盡早送醫處理。

野外活動時要注意

刺毒魚類約占所有魚類的 8%。牠們形態多樣,彼此並非姐妹群關係,亦即起源於多個祖先,換言之,刺毒機制是多次獨立演化出來的,刺毒魚類一共可分為四個大類群,軟骨魚和硬骨魚各占兩大類,包括軟骨魚中的:(一)銀鮫目、異齒鯊科、角鯊科,(二)燕魟亞目;以及硬骨魚類中的(三)鯰形目,(四)鰭棘魚類。毒刺結構可發現於多個部位,如胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等。

因為臺灣為海島地形,海岸線曲折漫長,周邊海域均有刺毒魚類的分布,民眾於海域進行經濟或休閒活動時均有機會接觸到刺毒魚類。雖然刺毒多為被動的防禦機制,並不是主動攻擊的手段,但部分刺毒魚類具備十分良好的偽裝能力,在靜止的狀態下難以被察覺,因此在野外活動時應隨時注意周遭環境是否存在刺毒魚類,並穿戴相關防護衣物、鞋子,避免誤觸而受傷,增加海域活動的安全性。

若不幸被刺毒魚類刺傷,在現場進行緊急處理後,應盡早求醫,以策安全。

斑馬短鰭簑鮋(Dendrochirus zebra)。胸鰭內側顏色鮮艷,具警戒作用。圖/自然保育季刊
自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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解析韋伯太空望遠鏡第一批影像背後的科學意義
EASY天文地科小站_96
・2022/07/14 ・4350字 ・閱讀時間約 9 分鐘

  • 作者:林彥興|EASY 天文地科小站主編、清大天文所碩士生,努力在陰溝中仰望繁星

萬眾矚目的詹姆士韋伯太空望遠鏡,在經過半年的校準與測試後,終於公開了它拍攝到的第一批成果。這些五彩斑斕、美麗絕倫的照片究竟是什麼樣的天體,照片的背後又有哪些深藏的意義?就讓我們一起深入解密,韋伯的第一批照片吧!

韋伯望遠鏡是什麼?

詹姆士.韋伯太空望遠鏡是美國、歐洲與加拿大太空總署合作開發的新一代旗艦級紅外線太空望遠鏡,也是無數天文學家夢寐以求、能幫助人類破解許多未解天文迷團的利器。

韋伯的研發其實早從 1996 年就已經開始,但是由於開發時遇到諸多困難,導致嚴重的預算超支與進度延宕,這台耗資上百億美金的超級望遠鏡,直到去年年底才終於從法屬圭亞那發射中心,用一枚亞利安 5 號運載火箭發射升空,前往距離地球 150 萬公里的日地第二拉格朗日點。

拉格朗日點是什麼?

日地拉格朗日點一共有五個。當物體在這些點上,其受到來自太陽與地球的重力恰到好處,因此太空船只需要少量的燃料,就可以長期與地球和太陽保持穩定的相對位置,可謂是地球軌道附近的風水寶地。

而韋伯繞行的,是位於地球後方的第二拉格朗日點,簡稱 L2。之所以選擇這裡,是因為只有 L2 的位置剛好會讓地球、太陽、月亮都在同一側,而這三個星體正是天文望遠鏡的主要紅外線光害來源。位在 L2 的韋伯,就可以用它的遮陽帆一次把三顆星體全部擋住,認真凝望遠方而不受干擾,因此 L2 可以說是觀測宇宙的絕佳地點。升空的幾個月之間,韋伯已經完成一系列的儀器校準工作,一步步把望遠鏡調整到最佳狀態。

相比知名前輩「哈伯太空望遠鏡」,韋伯的優勢不只是擁有比哈伯大六倍的鏡面,更重要的是它是以紅外線為主力觀測波段。宇宙膨脹造成嚴重紅移,但哈伯望遠鏡的守備範圍主要是可見光,波長範圍是 90 – 2500 奈米,可說是鞭長莫及啊。

這時換上以波長 600 – 28500 奈米的紅外線為守備範圍的韋伯,就可以讓我們看到更遙遠、更古老的宇宙。此外,同一個天體在可見光和紅外線看起來,往往長得相當不一樣。這個強大的紅外線觀測能力,正是韋伯最引以為傲的武器。

作為深具儀式感的第一批科學影像,韋伯這次公布的影像分別對應四個主要科學主題:早期宇宙星系演化恆星的生命循環系外行星

1. 早期宇宙—— 星系團 SMACS 0723 與重力透鏡效應

星系團 SMACS 0723。圖/Webb Space Telescope

畫面中心黃白色的天體,是由成百上千的星系共同組成的星系團 SMACS 0723。在韋伯之前,哈伯太空望遠鏡就曾經花費數個禮拜的時間拍攝這個星系團。然而擁有更大鏡面、更精良儀器的韋伯,僅用了 12.5 個小時就拍出了解析度更高、畫面品質更好的照片,讓我們看到許多以前難以辨識的黯淡星系。可見哈伯與韋伯在觀測能力上的差距。

對天文學家來說,圖中最令人興奮的其實不是前景壯闊的星系團,而是後方這些經過重力透鏡扭曲和放大的小小星系們。星系團龐大的質量扭曲了周圍的時空,讓整個星系團好像一塊巨大的放大鏡一樣,可以偏折和聚焦通過的星光,稱為「重力透鏡效應」。

當星系團後方更遙遠、更古老的星系發出的光線通過星系團時,就會被星系團的重力透鏡效應偏折和聚焦,形成而圖中無數弧形的扭曲影像。

紅圈為照片上受重力透鏡影響的區域之一,可以看到星系被拉長。

這些仍在襁褓中的小小星系,往往正在快速的孕育新的恆星,或是互相合併,因此有著混沌不規則的形狀。離我們越遠的星體發出的光,需要越長的時間才能到達我們的眼中。因此研究這些遙遠且古老的星系,能幫助天文學家理解宇宙早期的模樣。

2. 星系演化——史蒂芬五重奏(Stephan’s Quintet)

上一張照片讓我們認識星系的起源,這張「史蒂芬五重奏(Stephan’s Quintet)」則可以讓天文學家更仔細地研究星系內的複雜結構,以及星系與星系之間的交互作用。

史蒂芬五重奏(Stephan’s Quintet)。圖/Webb Scape Telescope

正如其名,「史蒂芬五重奏(Stephan’s Quintet)」是由五個視覺上相當靠近的星系所組成。但其實最左邊的這個星系(NGC7320)與另外四者並無關聯,只是從地球上看剛好位在天空中差不多的位置而已。

圖片中偏向黃白色,感覺如絲綢般順滑的部分是在近紅外線波段拍攝,主要顯示的是星系中恆星的分布;而醒目的橘紅色,則是來自中紅外波段的資料,展示的是星系中的高溫塵埃,以及星系中的氣體高速對撞時產生的震波(Shock wave)。

除了影像,韋伯還使用光譜儀仔細檢視了影像中右上方的星系(NGC 7319)中心,因為那裏有一顆比太陽重 2400 萬倍的超大質量黑洞,正在吸食周遭的氣體,並在過程中釋放巨大的能量。

藉由觀察光譜的細節,韋伯可以分辨出像是氬離子、氖離子或是氫分子等等化學組成,甚至知道氣體的溫度、運動速度這些從一般照片難以辨識的資訊。

史蒂芬五重奏就像一個天然的實驗場,讓天文學家研究星系演化的詳細過程。

3. 系外行星——WASP-96 b 的大氣光譜

這一張照片可能是整批影像中,視覺上最不起眼的一張,它是系外行星 WASP-96 b 的大氣光譜。

WASP-96 b 的大氣光譜。圖/Webb Scape Telescope

最近 20 多年來,人類對太陽系以外行星的認識越來越多。截至今日,人類已經發現超過 5000 顆系外行星。然而,以現有的觀測技術,天文學家通常只能用一些間接的方法,測量它們的質量、半徑、軌道週期等粗略的特性。想知道這個行星是否適合生命生存,就不能少了行星大氣層的化學組成和溫度資訊。

那要怎麼取得行星的大氣資訊呢?當行星通過恆星跟地球中間時,恆星的一部分星光將會通過行星的大氣層,並被行星的大氣吸收。吸收的多寡和波段,取決於行星大氣層的溫度和化學組成等特性。此時,天文學家就可以藉由分析光譜中的各種特徵,去回推行星大氣層的性質。

圖片中的白點,即是韋伯實際觀測 WASP-96 b 時取得的光譜資訊。而藍色的線,則是天文學家認為最貼合觀測數據的理論模型。

根據這個觀測結果,天文學家計算出 WASP-96 b 的大氣溫度約為 725°C,大氣中明顯有著水氣,並推測可能還有雲和霾存在。未來進一步的分析和觀測,將為世人揭開更多系外行星的神祕面紗。

4. 恆星的生命循環——「南環狀星雲」與「船底座大星雲(Carina)」

最後兩張照片都與恆星的生命循環有關。正如人會有生老病死,恆星也是一樣。

恆星一般誕生在巨大分子雲中,氣體在重力吸引下逐漸塌縮、升溫並點燃核融合,成為一顆恆星。

當小質量的恆星步入晚年,其結構容易變得不穩定,最終將自己的外層氣體拋射出去,形成美麗的行星狀星雲,也將氣體吐回到星際空間中,成為下一代恆星的養分。氣體都拋射完之後留下的核心,就是白矮星。

各位現在看到的,是暱稱「南環狀星雲」的行星狀星雲,左右兩張圖分別於近紅外線與中紅外線拍攝。

南環狀星雲。圖/Webb Scape Telescope

我們可以看到,左圖中的影像比右圖要更清晰一些,這是因為在相同的望遠鏡口徑下,波長越短所能達到的理論解析度就越高。

有趣的是,在左圖中看起來位於星雲中心的明亮恆星,其實並不是行星狀星雲的核心。真正的核心其實是在其左下方,一顆被塵埃包裹著的黯淡白矮星。在近紅外線波段的影像中,這顆白矮星幾乎淹沒在隔壁恆星的炙烈星芒之中。

但在中紅外波段,由於恆星的亮度相對降低,包裹著白矮星的塵埃發出的光就變得清晰可見。再次展示即使是同一個天體,使用不同的波段進行觀測,往往可以看到不同的東西。

最後這片壯麗的宇宙山崖,則是位於「船底座大星雲 Carina」西北角的 NGC3324 恆星形成區。在這裡,源自星雲中無數初生恆星所發出的炙烈輻射、恆星風與噴流,吹散、游離了星雲中原有的濃密氣體與塵埃。交織出這片壯闊而複雜的結構。

船底座大星雲(Carina)。圖/Webb Scape Telescope

這張照片一共結合了這六個不同的濾鏡的影像拍攝而成。每個濾鏡涵蓋的波段各不相同,代表的物理意義也不一樣。比如(F090W、F200W、F444W)這三個寬帶濾鏡,分別在影像中按照波長順序,以藍色、綠色和紅色這三原色呈現,為照片打下骨幹。而在此之上,照片的製作團隊又疊上青色代表氫原子的(F187N)濾鏡影像,以黃色代表氫分子的(F470N)濾鏡影像,以及用橘色代表甲烷和多環芳香烴的 (F335M) 濾鏡影像,為照片再添更多的細節。

想要將這麼多個波段的影像全部結合起來,仔細調整讓細節更加突出,最終呈現出一張如此絢麗又震撼的照片,是非常不容易的。這展示了韋伯太空望遠鏡不僅在科學上相當重要,在藝術上也價值非凡。

最後別忘了,以上只挑選介紹了第一批資料中最具代表性的幾張,更多關於五個目標的照片和光譜,可以在韋伯的官網上找到。而這批照片,又只是韋伯未來二十年服役生涯中,前兩個月的小試牛刀而已。韋伯的時代,才剛剛要開始!

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