0

0
0

文字

分享

0
0
0

【Gene思書齋】生物多樣性的衰減讓世界變得寂靜

Gene Ng_96
・2015/02/17 ・2716字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

FS0038

718ldrSfdDL

我們人類,無疑是個毀滅性的物種,對很多生物而言。我們是地球有史以來能夠直接改變自然生態的動物,我們甚至引以為豪,以為是人定勝天。《第六次大滅絕:不自然的歷史》(The Sixth Extinction: An Unnatural History)這本好書,就是要帶大家見證這場大規模的生態浩劫,它榮獲《紐約時報》(The New York Times)推選為2014年十大好書!(請參見〈不自然的第六次大滅絕〉〈2014年度十大好書〉

而這本《從世界變得寂靜開始:生物多樣性的衰減如何導致文化貧乏》Vom Verstummen der Welt: Wie uns der Verlust der Artenvielfalt kulturell verarmen lässt),則是要帶領大家從另一個不同的角度來看看我們身邊的生物多樣性逐漸消失的問題。與其述說那些消失的物種,在科學上有多重要,羅比森從一個很特別,也是生態學家比較少著墨之處來探討這個問題,就是從人類文化如何因生物物種大規模滅絕而變得貧乏的角度來著手。

《從世界變得寂靜開始》作者馬歇爾.羅比森(Marcel Robischon)以散文隨筆的方式,詳細描述他的各種見聞。他來自德國弗萊堡,曾於弗萊堡及牛津大學就讀森林學,並於英國劍橋大學取得生物學博士學位。雖然他是位生物學家,可是《從世界變得寂靜開始》卻是七分人文、三分科學。

羅比森在《從世界變得寂靜開始》中,試著帶領我們去看見野生世界之美、聽見豐富細微的聲響。他當然也要告訴我們,為什麼生物多樣性如此重要。他描述了過去自然界物種和平共處的美好時光,同時也點出現今動物的棲地受限,有些甚至早已絕種的危機。更重要的,《從世界變得寂靜開始》要讓我們曉得,生物多樣性的消失,不僅代表自然界多樣性的降低,隨著顏色、香氣和聲音的消失,人類數千年來所累積的智性及文化寶藏都將隨之衰減。生物物種的多樣性與人類文明的繁茂直接有關。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《從世界變得寂靜開始》中,我們會到青蔥的山谷去仔細觀察森林裡的動靜;還有山洞裡觀看原始人留下的壁畫,讓我們瞭解有什麼過去存在的動物,我們卻未曾見到過;他也從文學作品中發掘過去曾經被描述過,可是今天再也見不到的各種生物;到蒼翠的街道上見證我們究竟改變了什麼,把看來很自然的環境人工化;除了人類直接破壞了棲地或者濫捕濫獵,我們也讓動植物跨洋造訪了新世界,排擠了原住民,永久地改變了地景面貌;除此之外,道路和鐵路的興建和使用,也無意傷害了許多小生命,或者讓他們的家園支離破碎。

在城市中生活久了的人們,可能還是會先問,和生物物種有關的文化貧乏了,「關我屁事?」,我們不是有了iPhone和iPad嗎XD 姑且不論什麼生態平衡能夠怎麼讓我們更能夠對抗天災如地震、颱風和洪汛,或者說如何讓我們免於新興疾病的侵害,還有什麼有待開發的新藥等等的理由。事實上,要作一個身心健全的人,定期接觸大自然,搞不好就是必要的!

在西方,已有人提出,缺乏和大自然的接觸,會讓兒童罹患「自然缺乏症」(Nature deficit disorder)的狀況,雖然這個「疾病」還未被臨床心理醫師承認,可是卻有愈來愈多的證據顯示,較常接觸大自然的兒童,比較少行為上令人頭痛的問題;注意力不集中的兒童在接觸大自然後會獲得改善,常到戶外活動的兒童也比較快樂等等。

當然,讓兒童和城市人接觸大自然,舒緩身心上的壓力,和物種的多樣性保育看似兩碼子事,城市裡可以多蓋公園綠地啊。可是,如果從小接觸了大自然,清楚了大自然裡原來有許許多多有趣的生物,有各種蟲魚鳥獸和花草樹木,當未來可能不會再看到牠們,能不痛徹心扉嗎?經濟上的富足,能保證我們能夠溫飽,也能夠有休閒生活,可是卻不見得能夠買到真正的快樂。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

生物多樣性之父艾德華•威爾森(E. O. Wilson,1929-)提出了「親生命性假說」(Biophilia hypothesis),指出我們對生物世界的喜愛,是根植於我們的天性之中的。也就是說,我們生而熱愛大自然裡的蟲魚鳥獸和花草樹木。如果硬要把人和大自然分開,會造成身心上許許多多狀況。現代社會裡,各種文明病如高血壓、糖尿病、心臟病等等,還有心理問題如憂鬱、焦慮、強迫症等等,即使並非是因為遠離大自然而產生的,可是親近大自然或多或少都能改善身心的健康。

我和羅比森同樣有個有趣而難得的經驗,那是《從世界變得寂靜開始》提到一個詭異的事件:有一對母子座頭鯨(Humpback whale,學名:Megaptera novaeangliae)在美國加州舊金山灣迷了路,一路沿著深水運河游了170公里到了西沙加緬度(West Sacramento)的沙加緬度港(Port of Sacramento),然後就在那裡一直徘徊了六天,才花了大概十天慢慢遊回舊金山灣出海。當時我剛好在離沙加緬度大概卅公里的戴維斯(Davis)求學,也去湊了熱鬧賞鯨(請參見〈到沙加緬度賞鯨〉)。

對加州地理不熟悉的朋友,可能無法理解到沙加緬度賞鯨這件事原本有多變態。這樣說好了,這件事的變態程度,基本上和跟人家說去南投的中興新村可以賞鯨的變態程度是差不多的。因為加州州府沙加緬度是在加州內陸的中央縱谷(Central Valley),離最近海岸的直線距離大約至少80公里耶!

那對座頭鯨母子為何會迷路,眾說紛紜。有可能是因為寄生蟲感染而喪失方向感,或者身上的天然導航系統被人為電波等干擾等等。還好牠們最後找到重回大海的路,因為鯨魚在淡水中的生存時間有限。不管原因為何,人為的因素仍有了很大的可能性。在這個時代,我們對這對鯨魚母子算是很善待的,翻開《從世界變得寂靜開始》,你會發現我們少部分極為貪婪的人類在殘殺動物時可一點也不心軟。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《從世界變得寂靜開始》中一而再、再而三提到的生物界悲劇,我們已無法挽回了,只能到博物館去緬懷。但是,我們肯定還能在現在做些什麼,或者說不做些什麼,讓環境不再繼續惡化。即使我們無法把已破壞的土地在我們有生之年恢復,至少就好好珍惜已開發的土地,別再去碰觸山林裡的處女地了。台灣相對世界上大部分國家來說,生活已經足夠富足了!即使要再發展,也不可能再是剝削自然資源,大力開發高耗能、高污染的產業,而是學習比台灣更先進的國家進行產業升級轉型,否則賺再多錢,讓子子孫孫生活在垃圾堆裡,我們的未來就會幸福了嗎?

書摘:

我們來自同一個星球-《從世界變得寂靜開始》

在非洲某處-《從世界變得寂靜開始》

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

洪堡的軼事或瀑布上的懸崖球-《從世界變得寂靜開始》

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE】思書軒,並同步刊登於The Sky of Gene

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

0

0
0

文字

分享

0
0
0
從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

進一步了解商品:https://shop.amway.com.tw/products/2071?navigationType=brand&

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

3
0

文字

分享

0
3
0
從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從 i 開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1592字 ・閱讀時間約 3 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

只要認明 FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

家樂福「從 i 開始」:環境友善購物新選擇

不僅是紙張,家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證,幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌,這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「從 i 開始」涵蓋十大環保行動,從營養飲食、無添加物、有機產品,到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育,讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉,還是日常生活用品,都能透過簡單的選擇,為地球盡一份力。

選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

0

12
1

文字

分享

0
12
1
深海發現大型礦場和「暗氧」!是能源危機的希望還是潘朵拉之盒?
PanSci_96
・2024/09/21 ・2334字 ・閱讀時間約 4 分鐘

深海的暗氧:無光環境中的神秘氧氣生成

深海,被譽為地球最後的未開發疆域,隱藏著許多不為人知的奧秘。數千公尺深的海底沉積了數量龐大的多金屬結核,這些礦物因含有大量珍貴金屬,對現代技術,尤其是能源轉型,至關重要。然而,科學家在探索這些結核的過程中意外地發現了一種神秘的現象:暗氧,即在無光的深海環境中生成氧氣的過程。這一發現不僅可能改變我們對海洋生態系統的理解,還可能重新定義地球早期生命起源的故事。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

長期以來,科學界普遍認為氧氣的生成依賴於光合作用。光合作用是植物、藻類及一些細菌透過陽光將水和二氧化碳轉化為有機物並釋放氧氣的過程。這一過程主要發生在地球表層和淺水區域,是維持大氣和海洋中氧氣含量的核心機制。根據這一觀點,只有在陽光能夠到達的區域,氧氣才能被生成。因此,對於深達數千公尺的深海區域,我們的認識是,氧氣主要來自於表層水透過洋流輸送到深處。

然而,深海中缺乏光源,光合作用無法進行,這意味著氧氣在深海中的供應受到限制。雖然洋流能夠在一定程度上將氧氣輸送到深海,但這一過程極其緩慢,往往需要數百年甚至上千年才能完成一次循環。因此,科學家一直認為深海是一個缺氧的環境。

多金屬結核的發現,是新能源的關鍵,還是海洋生態的災難?

在這樣的背景下,科學家對深海進行了更深入的探索,並發現了錳結核(英語:Manganese nodules),又被稱為多金屬結核這一珍貴資源。多金屬結核是富含金屬的岩石,其主要成分包括鈷、錳和鎳等金屬。這些結核廣泛分佈於全球深海區域,尤其是太平洋海域,儲量高達數兆噸。這些金屬對綠色能源技術,如電池生產,具有極高的價值,吸引了全球各國的關注。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,這些結核不僅是地球資源的寶藏,它們還隱藏著另一個重要的發現。2013 年,科學家安德魯·斯威特曼(Andrew Sweetman)在太平洋克拉里昂-克里珀頓區域進行深海研究時,意外地發現,在封閉的深海水域中,氧氣濃度竟然有所增加。這一現象引發了科學界的極大關注。

科學家探索深海的多金屬結核時,意外發現「暗氧」的存在。 圖/envato

暗氧的生成機制

斯威特曼的研究團隊推測,深海中的多金屬結核可能在某些化學條件下,充當了天然電池。這些結核通過電化學反應將水分解為氧氣和氫氣,從而在無光的環境中產生了氧氣。為了驗證這一假設,團隊在實驗室中模擬了深海環境,並確實觀察到氧氣從結核生成的現象。

不過,這一過程並非如想像中簡單。根據實驗數據,某些海底結核表面的電壓僅為 0.95 伏特,卻能夠生成氧氣,這與理論上需要的 1.6 伏特電壓不符。研究團隊進一步推測,這可能與結核的成分有關,例如含鎳的錳氧化物可能起到了催化作用,降低了反應所需的能量。此外,結核表面的不規則排列及空隙可能也促進了電子轉移和水的分解。

暗氧的發現挑戰了我們對氧氣生成的傳統理解。過去我們認為,地球上的氧氣主要來自於光合作用,但這一現象表明,甚至在無光的深海環境中,氧氣也能通過無機物的電化學反應生成。這意味著,我們對於地球早期氧氣循環及生命演化的認識可能存在重大疏漏。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

尤其值得注意的是,多金屬結核的形成需要氧氣,而這些結核大量出現在深海中,是否表明早期地球上就已經存在非光合作用的氧氣生成機制?如果是這樣,暗氧是否可能推動了地球上生命的起源?這一問題仍然未有定論,但暗氧的發現無疑為生命起源的研究開闢了一條新的途徑。

未來的挑戰:開採深海資源還是守護地球最後的「淨土」?

除了科學研究的價值,多金屬結核也吸引了全球對於深海資源開採的興趣。這些結核富含稀有金屬,特別是對電池生產至關重要的鎳和鈷。然而,大規模的深海開採可能會對海洋生態系統造成嚴重破壞。

對於發現的深海資源,是要開採?還是選擇守護海洋生態? 圖/envato

首先,深海採礦可能導致噪音和光污染,破壞深海生物的棲息地。此外,採礦過程中產生的懸浮物可能對海洋生物,尤其是水母等生物造成生理負擔。研究顯示,水母在模擬的採礦環境中會因應對懸浮物而消耗大量能量,這可能削弱其免疫系統並降低生存率。

因此,雖然深海資源的開採看似能解決當前的能源危機,但國際間對此議題的爭議仍然持續。全球已有32個國家支持暫停或禁止深海採礦,呼籲進行更多的生態影響研究以確保環境保護。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

暗氧的發現,不僅為科學研究帶來新的挑戰,也為深海資源的開採提出了更高的要求。在能源危機與生態保護之間,我們需要尋找平衡點。未來的技術或許能夠在不破壞環境的情況下,模擬自然過程生成多金屬結核,從而實現可持續的資源開採。

此外,暗氧現象的發現也為探索外星生命提供了新的思路。當我們在其他行星上發現氧氣時,不一定意味著那裡存在光合作用生物,可能是類似多金屬結核的無機反應在默默進行。這一發現或許將改變我們對地外生命的定義與尋找方式。

深海的秘密仍在不斷被揭開。從暗氧的發現到多金屬結核的開採,這片未開發的疆域將在未來的科學探索與資源爭奪中扮演至關重要的角色。無論是能源危機的解決還是生態系統的保護,我們都應以謹慎且負責任的態度面對這一未知的領域,避免打開潘朵拉之盒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
【Gene思書齋】生物多樣性的衰減讓世界變得寂靜
Gene Ng_96
・2015/02/17 ・2716字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

FS0038

718ldrSfdDL

我們人類,無疑是個毀滅性的物種,對很多生物而言。我們是地球有史以來能夠直接改變自然生態的動物,我們甚至引以為豪,以為是人定勝天。《第六次大滅絕:不自然的歷史》(The Sixth Extinction: An Unnatural History)這本好書,就是要帶大家見證這場大規模的生態浩劫,它榮獲《紐約時報》(The New York Times)推選為2014年十大好書!(請參見〈不自然的第六次大滅絕〉〈2014年度十大好書〉

而這本《從世界變得寂靜開始:生物多樣性的衰減如何導致文化貧乏》Vom Verstummen der Welt: Wie uns der Verlust der Artenvielfalt kulturell verarmen lässt),則是要帶領大家從另一個不同的角度來看看我們身邊的生物多樣性逐漸消失的問題。與其述說那些消失的物種,在科學上有多重要,羅比森從一個很特別,也是生態學家比較少著墨之處來探討這個問題,就是從人類文化如何因生物物種大規模滅絕而變得貧乏的角度來著手。

《從世界變得寂靜開始》作者馬歇爾.羅比森(Marcel Robischon)以散文隨筆的方式,詳細描述他的各種見聞。他來自德國弗萊堡,曾於弗萊堡及牛津大學就讀森林學,並於英國劍橋大學取得生物學博士學位。雖然他是位生物學家,可是《從世界變得寂靜開始》卻是七分人文、三分科學。

羅比森在《從世界變得寂靜開始》中,試著帶領我們去看見野生世界之美、聽見豐富細微的聲響。他當然也要告訴我們,為什麼生物多樣性如此重要。他描述了過去自然界物種和平共處的美好時光,同時也點出現今動物的棲地受限,有些甚至早已絕種的危機。更重要的,《從世界變得寂靜開始》要讓我們曉得,生物多樣性的消失,不僅代表自然界多樣性的降低,隨著顏色、香氣和聲音的消失,人類數千年來所累積的智性及文化寶藏都將隨之衰減。生物物種的多樣性與人類文明的繁茂直接有關。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《從世界變得寂靜開始》中,我們會到青蔥的山谷去仔細觀察森林裡的動靜;還有山洞裡觀看原始人留下的壁畫,讓我們瞭解有什麼過去存在的動物,我們卻未曾見到過;他也從文學作品中發掘過去曾經被描述過,可是今天再也見不到的各種生物;到蒼翠的街道上見證我們究竟改變了什麼,把看來很自然的環境人工化;除了人類直接破壞了棲地或者濫捕濫獵,我們也讓動植物跨洋造訪了新世界,排擠了原住民,永久地改變了地景面貌;除此之外,道路和鐵路的興建和使用,也無意傷害了許多小生命,或者讓他們的家園支離破碎。

在城市中生活久了的人們,可能還是會先問,和生物物種有關的文化貧乏了,「關我屁事?」,我們不是有了iPhone和iPad嗎XD 姑且不論什麼生態平衡能夠怎麼讓我們更能夠對抗天災如地震、颱風和洪汛,或者說如何讓我們免於新興疾病的侵害,還有什麼有待開發的新藥等等的理由。事實上,要作一個身心健全的人,定期接觸大自然,搞不好就是必要的!

在西方,已有人提出,缺乏和大自然的接觸,會讓兒童罹患「自然缺乏症」(Nature deficit disorder)的狀況,雖然這個「疾病」還未被臨床心理醫師承認,可是卻有愈來愈多的證據顯示,較常接觸大自然的兒童,比較少行為上令人頭痛的問題;注意力不集中的兒童在接觸大自然後會獲得改善,常到戶外活動的兒童也比較快樂等等。

當然,讓兒童和城市人接觸大自然,舒緩身心上的壓力,和物種的多樣性保育看似兩碼子事,城市裡可以多蓋公園綠地啊。可是,如果從小接觸了大自然,清楚了大自然裡原來有許許多多有趣的生物,有各種蟲魚鳥獸和花草樹木,當未來可能不會再看到牠們,能不痛徹心扉嗎?經濟上的富足,能保證我們能夠溫飽,也能夠有休閒生活,可是卻不見得能夠買到真正的快樂。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

生物多樣性之父艾德華•威爾森(E. O. Wilson,1929-)提出了「親生命性假說」(Biophilia hypothesis),指出我們對生物世界的喜愛,是根植於我們的天性之中的。也就是說,我們生而熱愛大自然裡的蟲魚鳥獸和花草樹木。如果硬要把人和大自然分開,會造成身心上許許多多狀況。現代社會裡,各種文明病如高血壓、糖尿病、心臟病等等,還有心理問題如憂鬱、焦慮、強迫症等等,即使並非是因為遠離大自然而產生的,可是親近大自然或多或少都能改善身心的健康。

我和羅比森同樣有個有趣而難得的經驗,那是《從世界變得寂靜開始》提到一個詭異的事件:有一對母子座頭鯨(Humpback whale,學名:Megaptera novaeangliae)在美國加州舊金山灣迷了路,一路沿著深水運河游了170公里到了西沙加緬度(West Sacramento)的沙加緬度港(Port of Sacramento),然後就在那裡一直徘徊了六天,才花了大概十天慢慢遊回舊金山灣出海。當時我剛好在離沙加緬度大概卅公里的戴維斯(Davis)求學,也去湊了熱鬧賞鯨(請參見〈到沙加緬度賞鯨〉)。

對加州地理不熟悉的朋友,可能無法理解到沙加緬度賞鯨這件事原本有多變態。這樣說好了,這件事的變態程度,基本上和跟人家說去南投的中興新村可以賞鯨的變態程度是差不多的。因為加州州府沙加緬度是在加州內陸的中央縱谷(Central Valley),離最近海岸的直線距離大約至少80公里耶!

那對座頭鯨母子為何會迷路,眾說紛紜。有可能是因為寄生蟲感染而喪失方向感,或者身上的天然導航系統被人為電波等干擾等等。還好牠們最後找到重回大海的路,因為鯨魚在淡水中的生存時間有限。不管原因為何,人為的因素仍有了很大的可能性。在這個時代,我們對這對鯨魚母子算是很善待的,翻開《從世界變得寂靜開始》,你會發現我們少部分極為貪婪的人類在殘殺動物時可一點也不心軟。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

《從世界變得寂靜開始》中一而再、再而三提到的生物界悲劇,我們已無法挽回了,只能到博物館去緬懷。但是,我們肯定還能在現在做些什麼,或者說不做些什麼,讓環境不再繼續惡化。即使我們無法把已破壞的土地在我們有生之年恢復,至少就好好珍惜已開發的土地,別再去碰觸山林裡的處女地了。台灣相對世界上大部分國家來說,生活已經足夠富足了!即使要再發展,也不可能再是剝削自然資源,大力開發高耗能、高污染的產業,而是學習比台灣更先進的國家進行產業升級轉型,否則賺再多錢,讓子子孫孫生活在垃圾堆裡,我們的未來就會幸福了嗎?

書摘:

我們來自同一個星球-《從世界變得寂靜開始》

在非洲某處-《從世界變得寂靜開始》

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

洪堡的軼事或瀑布上的懸崖球-《從世界變得寂靜開始》

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE】思書軒,並同步刊登於The Sky of Gene

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋