Wednesday, November 23, 2011

科學人2011年11月 No.117


一、快速進行建築健康檢查:

目前檢驗建築物是否受損時,大多仍採用肉眼目視法。但研究人員為了加速檢驗過程且提高準確度,正在開發所謂「電子外皮」「演化式演算法」 其他系統,來即時監測橋樑、大樓、水壩和其它建築物的完整性。

「感測外皮」是一種彈性修補片,用具有延展性的塑膠與氧化釱混合製成。把它黏貼在可能出現裂縫的區域,這些感測外皮用電線連接起來,用電腦控制,每天送出電流來偵測各各感測外皮的電荷是否出現變化。 感測外皮下面的混凝土如果真的發生裂縫時,其細微的移動空隙,就會讓儲存在外皮中的「電荷」出現變化,這種變化訊息會送回電腦控制中心來處理。

「感測器」是另一種類似的產品。主要是為了監測吊橋纜索用的,這些感測器可記錄「溫度、濕度、腐蝕率」等數據,也都是用電腦來控制傳遞訊息的。

上面二種是偵測器只能偵測出安裝後損壞的情況,但如果是偵測器安裝前就存在的損壞是沒有辦法得知的。 所以研究人員又開發出一種可模擬完好結構的「電腦模型」,接著執行演算,讓模型演化,直到模擬數據與感測器提供的資料相符為止,這樣就可以從「電腦模型」的演算過程中,得知被監測建築物損壞程度。



這類系統目前並無足夠的研究數據及資料,特別是長期使用下的效能如何不得而知。所以很多人對於這種持續且即時的維護系統,基於經濟成本上的考量,仍持保留態度。




二、美食圓滾滾:

這個議題,我只想說一句話,shit! 我們要吃好吃有益身體健康的東西。所以廚師的工作就是作出好吃美味及健康無污染的食物不是嗎? 搞那麼多花槍,也不知道這樣處理食物是否污染食物,讓人吃了生病 ? 真是變態!

而廚藝界不在鼓勵製作好吃美味的食物,而是走偏鋒? shit!



三、康熙、台北、湖

這篇文章讓我很「shock」! 如果是事實,那麼2030年,台北再度變成台北湖的機率就很大。 想想,101只剩下一半的狀況? 509.2公尺的一半是254.6公尺,大台北市還有在水面上的建物嗎?

郁永河的「裨海紀遊」中提到康熙三十五年(公元1696年)福建福州火藥庫失火,焚燬硝磺火藥50餘萬,時任閩知府幕僚的他自動請纓,願前往台灣北投採硫磺補庫。康熙三十六年(公元1697年)二月,他由廈門乘船出發到台南安平,招募工人,乘「笨車」 (牛車的古稱)一路北上,到北投後駐地採硫、煉硫,至十月返回福建,總共待了8個月

中提到他們一路北行到當時仍處洪荒的台北盆地,沿海岸邊到八里,藉原住民的「莽葛」(就是艋舺獨木舟),渡水廣五六里(約二、三公里)的淡水河口。在淡水整頓數日後,於五月朔,共乘海舶,由淡水港入,前望二山天峙處(觀音山與大屯山),曰「甘答門」(今關渡),水道甚隘。入門,水忽廣,漶(長時間受風雨侵蝕,變得模糊不可辨認)為大湖,渺無涯涘(水邊﹑岸邊)。行十許裡,有茅廬凡二十間,皆依山面湖,在茂草中,張大為余築也。而且淺處猶有竹樹梢出水面,三社舊址可識。滄桑之變,信有之乎?

1萬多年前,上一次冰河期結束,陸冰融化流入海,全球海平面在2000~3000年內上漲了130公尺之多(註:這就可以解釋印度古城、蘇美地區沒入海中,及諾亞方舟之說),這些冰河期、間冰期的全球海退、海進,確實在台北盆地的土石沉積層裡留下許多「痕跡」,但與郁永河看到的台北湖現象無關。

接待郁永河一行人的淡水河社長張大說,此地(指台北盆地)高山四繞,周廣百餘裡,中為平原,惟一溪流水(古淡水河)。麻少翁三社(當時三個原住民村落),緣溪而居。 甲戊(公元1694年)四月,地動不休,番人怖恐,相率徏去,俄(須臾﹑片刻)陷為巨浸,距今不三年耳。

事實的經過是,1694年四月,台灣發生大地震,且餘震不休,整個台北盆地沿著西緣的山腳斷層,頓時向西斜陷數公尺,於是海水從淡水河倒灌而入,很快的台北盆地就完全淹沒為湖,面積不下100平方公里。 這是文獻上唯一關於那次大地震的紀錄,因為康熙初年,台灣才歸清朝版圖,隸屬福建,還沒有建立地方誌(註:清光緒13年,1887年才建省),再加上那時的台北盆地仍處於漢文化莫及的蠻荒之地,災害再大,應該對於漢人是無損的,所以清宮檔案中找不到隻字片語,而地方行政官員申請脤災款的奏摺裡亦付闕如。 而福建及浙江沿海的地方誌對於這次大地震,也無記載,表示這次大地震規模不是特別的大,而且震央離大陸沿海地區亦遠,對他們沒有造成災害,所以才沒有這次地震的記錄。

到了康熙五十六年(公元1717年)「諸羅縣誌」(今嘉義縣)山川總圖裡的台北盆地,是個西廣東狹的海灣,繞過灣口的關渡與外海相連。 與郁永河「裨海紀遊」的描述完全一致。 但很快的,台灣劇烈的侵蝕、沉積作用,不到50年就將傾斜數公尺的低地淤平了。乾隆六年(公元1741年)「重修福建台灣府志」地圖和後來的各款地圖裡,湖已不復見,僅剩淡水河道了,反而與康熙台北湖形成前的「康熙台灣輿圖」一致。而晚清以降,這些淡水河道也淤塞不利航行。

也就是說,台北盆地之所以能開發利用,是因為這次大地震,造成淡水河利於航行,河港繁榮,才有台北盆地今日之榮景。真的是福禍相倚最好的證明



地質學家在台北盆地沉積層進 行了多處地質鑽井的岩心取樣,見到的是呈東淺西厚的層層土石,沉積在台北盆地向西傾斜的基岩盤上。西緣沉積最厚處達700多公尺(這一帶是社子、蘆洲、五股等地)

台北盆地這個小地方,平均每隔500~1000年,會以它的東緣為軸,像一塊地基被淘空的地磚一樣,整面向西傾斜轟然陷落,造成的大地震規模可達7級(比921大地震規模小數倍),其破裂線就沿著盆地西緣有名的「山腳斷層」,下陷量可達2~4公尺,但是很快的在百年內就會被土石流的沉積所淤平。我們今天見到的台北盆地,就是這樣數百次陷落大地震又淤平的累積結果。 所以地質調查資料,讓我們明白,台北盆地目前的寧靜是一種短暫的假象,其實是正在醞釀下一次的全面塌陷,這不是會不會發生的問題? 是何時會發生。
康熙台北湖
台北盆地地形圖
台北盆地
2080年的台北盆地




四、眼睛的演化:

眼睛在遠古時代並非「視覺器官」,而是負責偵測光線與調整生物的日變節律 -> 十億前年,簡單的多細胞生物分成二支;一支具有「輻射狀對稱的身體」(有上下而無前後之分)另一支形成左右對稱(有頭部,且身體呈左右鏡像對稱)->到六億年前,再分成二支。一支演化成為今日之「無脊椎動物」;另外一支演化成為今日之「脊椎動物」,當時脊椎動物的眼睛還只是能分辯日夜和四季變化「簡易感光器」而已 ->到了五億年前,發生了寒武紀生物多樣化大爆發,才形成現在在光學上及神經學上十分細緻的眼器官。此時出現了二種不同型態的眼睛。一種是在脊椎節肢動物昆蟲身上的「複眼」,這種眼睛由一群相同的感光單位所組成,每一個感光單位構成透鏡或反光鏡,將光束集中到一小撮感光細胞上。複眼提供了廣角視覺和適度的空間分辨率,對體積較小的小型動物來說非常有用;但複眼不適合體型大的動物,因為為了提高視覺解析度,眼睛會變得過大,因些當生物的體型變大時, 就演化出另一種「相機型的眼睛」,這種眼睛中,所有的感光細胞共用一個「聚光鏡」(晶體狀),這些感光細胞並在眼球內壁排列成一片薄膜(視網膜),而這類感光細胞在有顎脊椎動物中(包括人類)有二種變體,一種是提供白天視覺的「錐細胞」另一種是提供黑夜視覺的「桿細胞」(光敏感度更高)。這是約在4.2億年前,海中出現的第一隻有顎脊椎動物例如鯊魚時就出現了。->脊椎動物有三層細胞視網膜,中間層的雙極細胞負責處理感光細胞所接收的資訊,增加了光學處理能力和成像結構,然後將結果傳遞給輸出神經元,再送往大腦解讀。 盲鰻的視網膜只有二層,缺少了中間的雙極細胞,意味著牠們的感光細胞直接和輸出神經元連結,因此盲鰻視網膜的線路構造和脊椎動物腦中的「松果腺」十分相似。非哺乳類脊椎動物的松果腺具有感光細胞,且直接和輸出神經元相接,可以調控日變節律。但哺乳類動物的松果腺細胞已不具感光能力。(我註:但褪黑激素仍有效;而第三隻眼指的就是松果腺或者是腦下垂體)->在動物界,感光細胞分成二大類,彈性細胞和睫狀細胞睫狀感光細胞感光非以應付視覺之用,而是調整日變節律為主彈狀細胞感應光線則用以啟動視覺節肢動物的複眼軟體動物如章魚的相機型眼睛,都使用彈狀感光細胞,但脊椎動物則是利用睫狀感光細胞來形成視覺。->人類的眼睛仍保留了彈狀細胞的後代,但演化為將資訊從視網傳遞到大腦的輸出神經元。
輻射狀對稱的動物_海



我註寒武紀寒武紀(Cambrian)顯生宙(Phanerozoic)的開始,距今約5.7億~-5.1億年。這個名字來自於英國威爾士的一個古代地名羅馬名稱「Cambria」,該地的寒武紀地層被最早研究。 文名稱源自舊時日本人使用日語漢字音讀的音譯名「寒武紀」(音讀:カンブキ 羅馬字:kan bu ki)

我們對寒武紀的地貌幾乎一無所知。只知當時的大陸有一塊主要的和幾塊較小的。寒武紀氣候溫暖,海平面升高,淹沒了大片的低漥地。當時的動物都住在海洋。這種淺海地帶為新的物種誕生創造了極為有利的條件,產生了一批具有堅硬的貝殼或內骨骼的動物。牠們形成化石很容易,因此和以前的軟體動物不同,寒武紀動物留下了大量遺體寒武紀生物空前的繁榮昌盛,可謂動物演化史上的大爆炸。新產生的動物有的到了寒武紀末已經滅亡天主要的動物類群都是在寒武紀出現的,包括我們人類所屬的脊索動物(Chorbate)。 在這時期中,地球上首次出現了帶硬殼的動物。雖然寒武紀的動物是海生動物,但牠們很少遨遊大海,而是貼近海底生活。生物群以海生無脊椎動物為主,特別是三葉蟲、低等腕足類和古環動物;紅藻綠藻等開始繁盛。
三葉蟲


我註顯生宙(Phanerozoic顯生宙是距今5.7億年以來有大量生物化石出現的時期。顯生宙表示在這個時期地球上有顯著的生物出現。而那些看不到或者很難見到生物的時代被稱做隱生宙



五、阿富汗的稀土寶藏:

我一直不明白,2001年的阿富汗戰爭所為何來? 因為2003年的伊拉克戰爭及現在不斷的升溫的伊朗戰爭,可以非常明白的道就是為了「石油」,但阿富汗不是產油國,戰略地位是很重要,但沒有重要到動手不可的地步,從蘇聯時代(1979~1989)到美國用反恐名義入侵(2001~2011),到底為了什麼? 現在謎底終於揭曉了,原來阿富汗擁有舉世傲人的礦藏,而且全部不在公開訊息中列出:

美國地質調查所(USGS)阿富汗任務主持人「Jack H. Medlin」和其他50位(USGS)科學家探戡阿富汗已有 7 年之久(我註:2004年即開始? ),而且2007年,他的團隊即辛苦的整合出包括蘇聯時代以來未發表的實地報告(我註:所以說不是2004年開始,是蘇聯入侵阿富汗時代就開始了不是嗎? 1996年當神學士取得阿富汗統一政權時,阻隔了蘇美的利益,才是導致2001年阿富汗戰爭的最大原因吧? 貪婪的跨國企業,利用政治獻金及遊說,甚至把一個會支持用兵的總統送進白宮,用美國納稅人的血汗錢,來謀取本身的利益,甚至讓阿富汗數百萬平民流離失所亦無所謂。這樣的人有信仰嗎? 這樣的血腥財難怪最終會招致華爾街佔領,及街頭暴動,甚至新納粹的崛起

2009年開始,美國國防部「Paul A. Brinkley」這位專門監督伊拉克與阿富汗商業利益的次長,向「Jack H. Medlin」求助,請他執行阿富汗礦藏調查工作,理由是要國際礦業公司來投資開採,必需確定當地有豐富礦藏蘊藏量,但因為阿富汗山區多游擊隊,境內維安不佳,所以礦業公司不願意派出自己的科學家來冒生命危險探戡。

美國地質調查所(USGS)「Jack H. Medlin」指揮下,運用衛星影像(我註:美國國家空間管理局?)、遙測調查,並在美軍掩護下進行地面考察,檢視原來舊有的數據,找出最有希望的礦床,目前「Jack H. Medlin」在阿富汗至少找到六處金屬礦產蘊藏量與目前全世界產量最大礦場相當的如下:

1、稀土元素:在塔利班控制的的阿富汗南部及東南部「克汗奈辛村」(Khanneshin),目前探測出約有130萬噸高價值岩層,蘊藏的稀土元素可滿足全世界10年需求,美國五角大廈估計其價值約為74億美元,但預估藏量應為目前之2~3倍

2、銅、錫:在阿富汗東部的「dusar-Shaida」區,光銅的價值即高達290億美元阿富汗西部首都喀布爾南邊的「Aynak」山區的銅,可產出價值約為430億美元,目前由中國冶金科工集團得標,並且附帶建造二座發電廠為開採設備提動力且補充當地所需電力;另再鋪設一段鐵路,從礦場往北銜接前蘇聯共和國現在的鐵路。

3、鐵礦阿富汗首都喀布爾以西130公里處的「哈吉加克」山區,預估總價值高達4200億美元。但標給外國礦產公司開採的結果,阿富汗政府每年只能得到3億美元的收入,及為阿富汗人提供3萬個工作機會? (我註:這又讓我對經濟殺手這本書的內容更覺驚聳。你第一次看,覺得言過其實;第二次看,覺得有些心驚膽跳;現在看USGS 的報告,只覺得沮喪與難過。) 



在阿富汗開礦碰到的問題如下:

1、阿富汗重工業經驗不足,鐵路建設不夠,鄉村地區幾乎沒有電力。

2、阿富汗武裝游擊隊偏佈礦區所在的山區,對礦業公司的員工是很大的威脅,特別是2011年7月開始,美軍已逐步撤退,將這些礦區山區的控制權交由阿富汗維安部隊,讓礦業公司更加不安。

3、開發礦產,固然可以減少鴉片的栽植 ,但也可能導致目前的阿富汗政府更加貪污腐化,甚至讓盤據東南方的塔利班勢力再度崛起。

4、開採礦藏,例如稀土,會留下含有鈾與其化放射性碎屑的碎石,對於生態環境的傷害很大。特別是世界上許多大規模露天開礦地區,都累積了數十年的污染,至今無法清除,令土地及水源都污染,無法住人。 所以想讓阿富汗成為世界礦都,又不會產生類似環境污染的後果,是必需有一套嚴謹的制度及究責方式的。



六、史前大暖化:

這件事發生在始新世Eocene;5780萬年前 ~3660萬年前),介於古新世(Paleocene)與漸新世(Oligocene)之間。始新世(Eocene)之名,字源來自希臘文eos(開端)和ceno (新),指的是現代哺乳動物群出現的開始。始新世結束於一個被稱作大置換(物種連續性上的「大斷裂」)的大型生物集群滅絕。此一事件可能是關於一或數顆的大火流星撞擊西伯利亞以及現在的切薩皮克灣(Chesapeake Bay;意為大貝殼灣)所造成

由於被稱為古新世-始新世極熱事件(PETM或IETM., Paleocene-Eocene Thermal Maximum)的、地球地質歷史記錄中出現的最快的、強度最大的一次全球變暖事件,地球溫度迅速升高,始新世就此開始。這次迅速和劇烈的升溫(在高緯度地區溫度上升了7 °C 之多)持續的時間少於10萬年但是導致了大量物種急劇滅絕,從而形成了古新世和始新世生態系統的分野。始新世的全球氣候可能是新生代中區域變化幅度最小的;從赤道到極地的氣溫變化幅度只有今天的一半,而深海洋流則異常溫暖極地地區比現在溫暖得多,接近於現今西北太平洋的溫度溫帶森林已經擴展到了極地地區,同時多雨的熱帶氣候區則延伸至北緯45°地區。溫帶地區的氣候與現在相比大有不同,而熱帶地區的氣候則可能接近於今世。不過最近在哥倫比亞發現的一種可能生活於始新世的巨蛇(約有校車大小)表明,可能相反的,當時的熱帶比現今溫暖的多,這也與電腦模擬出的始新世氣候相符。

在始新世後期,開始了全球變冷的緩慢趨勢,這可能是由發生於北冰洋的綠萍事件以及在岡瓦納古陸最終破碎之後形成的南極洲環流共同造成的。這種變冷趨勢最終導致了更新世冰期的出現。

在始新世,各大洲繼續飄移向它們目前所在的位置。始新世初始,澳大利亞和南極洲仍然相連,同時溫暖的赤道洋流匯入寒冷的南極水域,使得熱量在全球範圍內獲得分配,從而保持全球的較高溫度。但是在4500萬年前始新世中期,當澳大利亞從南方大陸中分裂出來時,溫暖的赤道洋流開始偏離南極地區,在兩塊大陸之間形成了一個孤立的寒冷水道。南極地區持續變冷,南極水域開始結凍,並向北方輸送冷水和海冰,使寒冷局勢進一步加劇

北方的超級大陸——勞亞古大陸(Laurasia)也開始分裂,歐洲、格陵蘭島和北美洲相繼從中分裂而出。在北美洲西部,於始新世開始了造山運動,在平原的抬升過程中形成了諸多巨大的湖泊,並進而沉積形成了綠河岩層。在歐洲,阿爾卑斯山脈的抬升將特提斯洋(Tethys Ocean)的最後殘跡——地中海包圍,從而使特提斯洋最終消失,並形成了另外一個淺海,這個淺海的北部區域分佈著一系列的群島。雖然北大西洋正在擴張,但是北美洲和歐洲之間可能仍有陸橋相連,因為兩塊大陸上的動物區系十分相似。印度次大陸繼續漂離非洲大陸,並開始撞擊亞洲大陸,喜馬拉雅山脈開始形成。
laurasia

假說認為始新世溫暖的全球氣候是由深埋於大洋底部的甲烷氣水包合物被大量釋放引起的失控的溫室效應造成的。該種包合物本埋於泥層之下,但是受到了大洋升溫的擾動。甲烷的全球變暖潛能(即暖化能力)比二氧化碳高22倍


大量的現代哺乳動物化石最早出現於始新世早期。這些原始的哺乳動物,如偶蹄類動物,奇蹄類動物和靈長類動物,特徵是細長的四肢,有抓取物體的能力,可以透過鑑別牙齒來區分牠們的食性。始新世所有新產生的哺乳類動物都是小型的,重量輕於10公斤;且基於牙齒尺寸的關係,始新世的哺乳動物的體型只有原始的古新世哺乳動物的百分之六十。它們的體型也比其後的哺乳類動物小。人們認為始新世時期較高的溫度,使型哺乳類動物必需小型化才容易解決散熱的問題。

在始新世,植物和海洋動物區系都和現今十分接近。許多現代的鳥類在始新世首次出現。一些科學家相信的第一種靈長目動物出現在5,500萬年前伊普雷斯階時期;但是分子鐘和新的古生物學發現都表明第一種靈長目動物可能出現得更早,大約在9,000萬年前的白堊紀

在始新世早期,因為高溫的氣候以及溫暖海洋,所以創造了一個潮濕而溫和環境。除了乾旱的沙漠之外,地表完全被森林所覆蓋。極地地區的森林面積廣大。在格陵蘭島和阿拉斯加都發現了始新世時期的溫帶森林,甚至是熱帶植被的化石。熱帶雨林則擴展至太平洋西北岸和歐洲地區在始新世中期開始的氣候變冷,致使到了始新世末期時大陸內部開始變得乾燥,在某些地區,森林分佈區域萎縮。此時新發展起來的草原也僅限於河岸和湖畔地區,還未擴展至平原地區和現今的熱帶或亞熱帶大草原地區。 氣候變冷亦導致了季節變化的出現。在始新世末期,落葉林覆蓋了北方大陸的大片區域,包括北美洲、歐亞大陸和北極地區雨林則只分佈在了赤道和近赤道的南美洲、非洲、印度次大陸和澳大利亞

大置換,即物種連續性上的「大斷裂」,是3,350萬年前歐洲範圍內的一次物種大滅絕,標誌著始新世的最後一個階段——普里阿邦階的結束。 此後,亞洲的物種大量遷入歐洲。大置換以大範圍的物種滅絕和小規模、孤立孑遺種群的異地物種形成為標誌,被用以形容始新世和漸新世交迭期間歐洲地區哺乳類動物的大規模滅絕。而在亞洲發生的類似規模的物種滅絕則被稱為「蒙古重建」(Mongolian Remodelling)

許多科學家認為大置換並非是由單一的原因造成的,不管這個原因是與初期的極地冰蝕和海平面下降相聯繫的氣候變化還是來自亞洲的物種的競爭。或是另一種假說,一顆或多顆撞擊向西伯利亞和切薩皮克灣的火流星造成了這次物種大滅絕。大置換發生於漸新世最早期大約比亞洲首批遷徙物種進入歐洲早35萬年。在大置換中,歐洲地區所有的靈長類動物都滅絕了
我註:每一次這種古地球地質學的變化說,都讓我花上很多時間在找說明,而且得把它們搬到部落格上來讓別人一起閱讀,甚至得整理畫線,提醒讀者注意,免得他們跳來跳去的讀失掉耐心,真的有夠累。 但我真的很喜歡這一類的研究及考古,所以也希望閱讀者一次讀完整。



這篇文章中認為古新世-始新世極熱事件「PETM」 是因為盤古大陸破碎漂移的結果,因為地殼被扯裂,東北大西洋逐漸形成。大量熔化的岩石、熱從陸塊中湧出,並加熱含碳的沉積物,甚至是某些接近地表的煤碳跟原油。受到烘烤的沉積物會釋放出大量二氧化碳和甲烷二種強效的溫室氣體。這場火山爆發釋放到大氣的溫室氣體大約是幾百拍克(Petagram,1Pg = 10億公噸),足夠讓全球溫度上升好幾度。 ->接下來的一段時間裡,火山帶來的熱釋放了其他氣體,進一步增強暖化,海洋的自然混合過程將熱能帶到較冷的海床後,將海床中埋藏凍結的甲烷水合物熱解,甲烷氣泡浮到海面上,將更多的碳釋放到大氣中。因為甲烷在大氣中補捉熱能的效率比二氧化碳好,所以溫室效應更大。->一旦甲烷水合物引起的暖化達到最高峰時,就會導致陸地儲庫釋放更多的碳(主要的原因應該是暖化引起的森森大火等),任何生物組織或遺骸在乾燥、烘烤或燃燒後,都會釋放出溫室氣體,結果使地球各地產生旱災,進而導致森森泥煤地嚴重旱化,造成大規模野火,釋放出更多的二氧化碳到大氣中。->此時極區的永凍土解凍,也會加劇暖化,因為永凍土是一層永久凍結的土壤,可以把死去的植物保存幾百萬年,一旦解凍,微生物就會分解裡面的生物遺骸,並且釋放出大量的甲烷。->氣體釋放後,海洋會吸收大部份的二氧化碳,以及隨後由甲烷轉變成的二氧化碳。一開始,這種天然的碳補集過程中,會減緩暖化,但最後進入深海的二氧化碳太多了,就會形成碳酸,這個過程就叫「酸化作用」,此時海水因溫逐漸升高,導致含氧量逐漸下降,深海中的生物會逐漸滅絕。



如果目前化石燃料燃燒和碳捕集的速度保持不變,在公元2400以前,全球氣溫會上升大約8度左右(這會引發另一次生物大滅絕事件)。外推研究也預估,會有5000拍克的碳釋放出來,總體積跟引發「PETM」事件的碳量差不多。目前暖化的速度快太多了。



七、生質燃料可以解決能源問題嗎?

1、玉米乙醇:

將玉米粒與酵素混合,酵素會將玉米粒中的澱粉分解成醣。(此時許多原本用於種植糧食的土地和水會被挪用來種植燃料作物)->將醣放入發酵桶,加入酵母菌將醣發酵,生成乙醇和水的混合物。(如果被污染生產就得停擺)->蒸餾(煮沸)混合物,提煉出乙醇,此過程中會產生水及二氧化碳。(蒸餾混合物時,需耗用大量能源)->乙醇可直接燃燒或與汽油混合後當作燃料使用。

2、纖維素乙醇:

以酸、酵素和其他方法,將玉米桿或青草等植物中的纖維素分解成醣。(分解纖維素相當困難且成本很高)->將醣放入發酵桶,加入酵母菌將醣發酵,生成乙醇和水的混合物。(如果被污染生產就得停擺)->蒸餾(煮沸)混合物,提煉出乙醇,此過程中會產生水及二氧化碳。(蒸餾混合物時,需耗用大量能源)->乙醇可直接燃燒或與汽油混合後當作燃料使用。

3、藻油

讓水池或水槽中的藻類曝曬陽光,並供給二氧化碳和養份。(養份成本很高)->藻類生長時會在細胞壁內製造油。接下來以各種方式採集成熟的細胞。(競爭物種可能會消滅藻類,而且藻類製造油時生長緩慢)->以化學溶劑溶解細胞,殺死細胞,取出油。(採集藻油所需耗費的能量,可能與藻油本身能產出的能量相差無幾,不划算。)->將藻油提煉成各種燃料,例如生質柴油或生質噴射機燃料等

4、合成生物碳氫化合物:

將經過基因改造的細菌等生物放入槽中,並供給糖。(目前對於需要改造那些基因所知仍不多,而糖的成本昂貴)->合成生物將糖轉變成碳氫化合物。(這種程序相當複雜不好控制。)->合成生物排出碳氫化合物。(這種碳氫化合物必需保持低毒性,同時必需容易採集。)->碳氫化合物可直接當作液態燃料使用。



我註:如果石化燃料注定要用完了,或者它燃燒產生能量後的二氧化碳對地球生態造成重大威脅,可能使現存生物再度大滅絕時,請問我們要不要改採其它能源? 如果答案是,那麼其它替代能源,特別是不會產生或者大幅減少二氧化碳的那一種,就會被考慮。成本不是問題,因為科技可以不斷的改良產品生產成本。我們的問題是下定決心來使用。 但我心中很明白一件事,就是貪婪的企業家,不見黃河心不死,也就是說不看到原油枯竭,或者不看到生態活劫出現,他們死也不會放棄石油及提煉石油的昂貴設備的。

佔領華爾街是無法使這些貪婪的金融大鱷收手的,因為他們相信有錢能使鬼推磨。他們可以用錢收買政客、政黨,甚至動用保安部隊驅散人群。他們一定要走到暴民衝進他們的家中綁人綑人殺人時,才會開始後悔這種貪婪,但一切來不及了。



八、端粒研究剛開端:

1953年遺傳物質「DNA」雙螺旋結構被揭開。「DNA」複製時需要一段「RNA」作為引子,在它後端才開始加入新的「DNA」,爾後這段「RNA」會被移除,造成最末端的「DNA」成為單股。特別是真核生物的「DNA」是線狀的,照這個方法複製的話,每次都會變短一些,長久下來,染色体中的基因會跟著消失,這對生物是致命的傷害,但是實際上並未產生這種現象。 斷裂的染色体彼此會連接在一起,形成異常染色体,但完整的染色体不會有這種現像,所以生醫學家「Barbara McClintock;1983年諾貝爾生醫獎得主」推測染色体的末端具有某種特殊結構,能保護染色体,使它們不會彼此連接。這種染色体末端的特殊結構,由現代遺傳學家「Hermann J. Muller;1946年諾貝爾生醫獎得主」命名為「端粒」(Telomere)。->端粒是具有「TTGGGG」重複序列的線狀「DNA」。而能將具有「TTGGGG」序列重複加到端粒末端的酵素叫「端粒未端序列轉移酶」(Telomere Terminal Transferase),簡稱「粒酶」(Telomerase)。->「DNA」的確會因為複製過程而縮短,不過每次減少的都是「端粒」(Telomere)重複的序列,而「端粒酶」可以把端粒減少的重複序列加回來,以維持端粒的完整。



1960年代,美國生物學家「Leonard Hayflick」研究体外培養的人類細胞時,就發現細胞最多只能分裂50次左右(我註:海拉的細胞可以無限分裂,與端粒有關嗎?),之後就不再分裂,這個次數就稱為「 Hayflick Limit」。科學家隨著端粒研究的進展,科學家發現人体內大部份的細胞中都沒有端粒酶的活性,或是活性非常微弱。因此細胞持續分裂,當端粒減短到某種程度,便開始老化,甚至進入細胞凋亡的程序。可是90%的癌細胞卻有端粒酶的活性,不受這種限制,得以無限分裂。在治療癌症方面,「端粒酶」抑制劑也許是一個理想的抗癌藥物,但免疫系統組成中最重要的白血球細胞等,「端粒酶」性較大,也是抵抗癌症重要系統之一,當它發生作用時,有些免疫細胞會大量複製,如果刻意抑制「端粒酶」的活性,很可能會造成免疫系統弱化,讓癌細胞更惡化。所以為了治療癌症刻意抑制「端粒酶」的活性,並非好辦法。->「端粒酶」與細胞壽命有關,也和人体壽命有關。->影響「端粒」長度的因子非常複雜,除了遺傳因子心理壓力、行為,甚至營養等非遺傳因子都包括在內。->「Barbara McClintock」認為「端粒」維持的狀態可以用來當成一個人的生物年紀(Biological age)的指標,生活狀態會影響「端粒」的維持,因此端粒的長度可能和体重一樣,可以當成健康的綜合性指標。
telomere(端粒)_紅色部份

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