编辑推荐内容简介作者简介目录书摘插图讨论
自然人认为尘埃是些令人生厌的没用东西,最多也就把它看成是打喷嚏的诱因而已。但是,经汉娜 霍姆斯的手笔,尘埃成了一种五光十色令人眼花缭乱的神秘东西。霍姆斯说,尘埃是信息的携带者,空气又是它的媒介。通读<尘埃的秘密身世>,就如同经历了一次探秘之旅,随着对尘埃的了解不断加深,我们会进入更广阔的世界。
我们发现,正是那些地位卑微的尘埃组成了我们赖以生存和星球。它改变了气候,给我们所呼吸的空气添加了一些调料。每年,有几十亿吨微细的颗粒飞进出境空气中_其中有沙漠中的沙子和一些被忽略了的重要东西,即,与火山灰,海盐,树叶和碎屑,蝴蝶翅膀的鳞片,T恤衫的线头,从壁炉冒出的煤烟混合在一起的尘埃。当然,所有这些尘埃最终都必须在某个地方逗留下来。
尘埃那永无休止的身世开始于星球的大爆炸,接着是艰苦的长途跋涉,穿过恐龙曾经生活过的戈壁沙漠,深深地埋入南极洲的冰川里。接着,本书又探寻了起居室里的沙发底下那片昏暗的地方。伴随我们旅行的人们也非常出色:霍姆斯为我们介绍了一群可爱的,富于创造力的人物_他们就是研究尘埃的科学家们。有关些人研究尘埃的阴暗面:当年,它到底是怎样杀戮恐龙的?当今,工业尘埃又是如何致人于死地的?有些人则为撒哈拉沙尘滋养加勒比丛林取到了样本和证据,还有人进入到卧室地毯那超级微小的”丛林”领域。<尘埃的秘密身世>将提示小小尘埃那秘密的身世和它所犯下的严重罪行。
汉娜.霍姆斯是一位科学和自然历史学作家。作为自由撰稿人,她的作品在《洛杉矶时代》《纽约时代》《国家地理旅行者》《户外》《起伏山脉》等刊物上广泛刊登。她的广播作品在美国公共无线电台的”在地球上生活”和”发现频道”网络版的”科学生活”等栏目播出。
致谢
引言
第一章尘埃中的世界
第二章满天星“尘"的兴衰
第三章闪亮迷人的太空尘雨
第四章来自沙漠的致命沙尘
第五章徐徐上扬的尘雨
第六章他是风儿。我是沙
第七章来自冰河时期的沙尘档案
第八章不断降落的尘雨
第九章特殊地区的辛酸故事
第十章在室内为害的微小魔怪
第十一章尘归尘,土归土
引 言
是什么驱使我研究尘埃?
尘埃虽小,影响力却很大。几年前,我曾被派往蒙古的戈壁沙漠,撰写关于恐龙的探险故事。当时,无论如何也不能对波浪般翻滚在沙漠上空那橙粉色的沙尘云层视而不见。沙尘斑块急急地闯入我的眼睛和鼻子、夹在了我的书页中、侵入了我的睡袋深处!
我原想,这漫漫沙尘仅仅是一种地区性的现象。因此,当地质探险家D.卢珀(David Loe)告诉我说,实际上的确有一层薄薄的沙帐飞扬在高空,笼罩着整个地球时,立即激起了我的极大兴趣。当我们站在沙石崖边冷眼静观那永不停歇地盘旋着的沙砾时,卢珀给我讲解了,戈壁上那神话般的化石是怎样借助沙尘生成的。他说,雨点在这些高高飞翔的沙尘表面形成。下雨时,雨水又将沙尘拖了下来,而沙丘内的沙子则暗暗实施着某种魔法。
再把思路拓宽一些:在世界范围内,到底每天有多少雨点从天而降?还有,如果每个雨滴都包含着一些沙尘,那么,空中到底存在着多少沙尘的斑块呢?它们到底都是从哪里来的?
另外一位探险同伴告诫我说,在离开沙漠后的6个月中,我肯定会不断从耳朵里挖出尘土来。果然,有些尘埃好像透进了我身体的深处。回到家以后我发现,连我的脑子里都塞进了沙尘。每当我仰望天空时,我就会去搜索无处不在的闪烁着的沙帐。每当雨点淋到我的胳膊上,我都注视着那雨水的泼溅,心中不禁猜想,在这个雨滴中到底包含着哪一种尘埃斑块?当我擦拭计算机荧屏时,总会通过放大镜窥视我那忽隐忽现、模糊不清、高低不平的指纹印。这个由许许多多碎片拼合而成的世界真是太小了,难以分辨出,哪些是皮肤的碎屑、碎石块的小粒、树皮、自行车油漆、灯罩的纤维以及袜筒、羊毛衫的羊毛、砖和陶瓷的碎片、轮胎的橡胶碎末、烤汉堡包的油烟,还有细菌。这个世界一直处于不断分解破裂的过程中。
表面上,这种看不见的尘埃似乎是无害的。可它却可能是个无情的祸首。现在,从气候学到免疫学等各个学科领域中,它已成为热点课题。在这个尚未破解的谜团中,核心的疑点是:地球的气候是怎样变化的?每年,有几十亿吨的尘埃被带到天空,而这肯定会改变地球的大气行为。而尘埃又在汲取着新的热量,从而伤害了许许多多人——不只是矿工、喷砂工、石棉工,还有数以那千百万计的、天天生活在这里并呼吸着带有尘埃的空气的普通人。虽然我们的身体在进化过程中已经能够将大部分天然尘埃屏蔽在外,可是,那些非常细小的工业尘埃却能够侵害我们的肺。而尘埃与哮喘病之间的关系,已经是当前正在研究的、热到极点的课题了。从传统角度,科学家们认为,哮喘病的流行很可能与各种室内的尘埃有关。但是,新的证据认为,哮喘病可能并不是由室内的尘埃引起的。
不知不觉,研究尘埃的科学家们渐渐形成了一个创新的群体。研究大象的科学家们通常苦于找不到足够大的地方来放置样品。可是,研究尘埃的科学家们却不得不发明一种装置,为的是去捕获那极小的尘埃样本,从而用来满足他们的好奇心。一位妇女曾发明了一种水下的真空净化器,从井底收集太空尘埃。对上一个冰河时期开展研究的科学家,把尘埃样本从冰芯中分离出来。不过,收集尘埃样本只不过是战斗的开端而已:其实对尘埃的处理和分析更加复杂,同样受制于它微小的体积。尽管如此,科学家们还是顽强地努力对那细小的颗粒进行着不懈的探究。
自从我来到戈壁沙漠以后,时常凝视那漫天的沙尘,那时,我就已经感到,空气是媒介,而沙尘是某种信息的携带者。尘埃传递着这个世界的信息:落基山脉正在被逐渐销蚀、一座火山正在菲律宾喷发。它还带来了某地的头条新闻:居民区的咖啡店正在烤着咖啡豆、收费公路上的交通拥挤不堪。同时它也告诉了我们一些社会的事件,比如人类的活动。而我们,就是一些浑身沾满尘土的人。
本书的目的之一,就是要让读者学着去解读飘浮在空气中的一些信息。我们的星球似乎是太广博了,真正理解它是太不容易了。但是,去关注一下由我们这个星球的最小的记者们发布的新闻快报,也许能够给我们一点概念,使我们从整体上更好地去理解事物的发展进程。
另外,假如能够让读者认识他自己的个人尘埃,我将倍感荣幸。其实,我们每个人一直都处于自己的皮屑和布料的碎屑的阴霾包围之中。除此以外,我们进行的每一场体育比赛、我们开灯时对每一个开关的触摸、还有我们开车出行所经过的每条道路,都会将更多的灰尘带到空气中。从全球量化的角度来说,我们个人扬起的尘埃,终将会对整个地球产生影响。
当地球表面的碎屑飞扬起来,不论是由大自然还是我们人类引起的,都会促使天气发生改变,甚至造成气候变化。而当尘埃逗留在某处时,它们会影响海水、土壤和人类肺部精细的内层。在这些极其微小的物体中潜藏着巨大的、惊人的危害。
对专用词汇的一些注解:
本书中将使用摄氏来标明温度。
第一章中提到了物体的体积。为了便于参照,这里列出一些细小物体的标样尺寸:
1英寸:25000微米
l节=这里指的是300微米
沙:63微米以上
尘埃=63微米以下①
人的毛发=100微米②
花粉=10—100微米
水泥粉尘=3—100微米
真菌孢子=1—5微米
细菌=O.2—15微米
新生成的星团=0.1微米
各种烟气=0.01—1微米
烟草的烟=O.01—0.5微米
“硫磺珠”:许多科学家提醒我说,在尘埃的广义定义中不应包括我称之为硫磺珠的东西。其目的是可以理解的:当燃烧的煤火或正在喷发着的火山中的硫磺气体浓缩成细小的小团散播在天空中时,这种小团通常是液态的,因为它们快速地从其周围的大气中吸收水分。但是处在干燥的空气中时,硫磺确实可能形成干燥的粒子。实际上,单个的硫磺粒子能聚集在一起,或者,当其在空中穿行的时候使水分流失,从而从液态
重新转化为固态。对科学家来说,这些可变的小东西叫做“气溶胶”。但是,由于本书不是一本技术性的著作,我觉得把它写进本书作为尘埃家族中的一员没有什么害处。
第一章
尘埃中的世界
想像一下,在阳光下,在走廊的扶手上放着一个盛果汁用的玻璃杯。看上去它好像是空的。但如果在这个玻璃杯中搅动一下的话,那里面至少存在着25000个用显微镜才能看得见的精微的尘埃粒子。这些尘埃代表着地球上一切东西的某一个微小的部分。此刻,它们可能是微小的、由撒哈拉飞来的沙子的碎屑以及骆驼毛的碎片。一会儿,随着风的吹动,你的周围又飘动着森林中真菌的孢子和干枯了的紫罗兰的碎片。一辆公共汽车在附近停下来,乘客们上车了,人类的皮屑碎片混杂着极其微小的黑色的煤烟在这个时刻占了上风。
你每一次呼吸的时候,成千上万的尘埃小颗粒盘旋着进入你的身体。其中有些迷了路,于是停留在你的鼻子里。有的粘在你的喉咙上。还有一些甚至在你的肺部找到了避难所。此刻,当你读到这一段时,即便假设你是生活在这个星球上最干净的角落之一,你还是可能已经吸人了那无处不在的15万个小颗粒。可如果你生活在一个肮脏的地区,你也许已经吸人了100多万个小颗粒了。
在人类的历史长河中,虽然在很长时间内一直对这些尘埃置之不理,但在本书中我们将看到,尘埃是非常非常有影响力的东西。有一些尘埃威胁着这个星球和生活在此地的居民们。而还有些尘埃却对人、植物和动物是有益的。许多尘埃并没有什么特殊之处,但却都必须在显微镜下来研究。现在,人类正在逐步揭示着尘埃身世的奥秘。
最有意义的问题之一就是:到底有多少尘埃在地球表面飘荡?因为这些小碎屑是如此的小,同时还在不断的变化着,所以,只能很粗略的估算它们的数量。但是,无可辩驳的一点就是:每年都有极其大量的、这种微小的颗粒随风而去。
每年有10亿--30亿吨沙漠中的沙子飞上高空。10亿吨沙子能装满1400万个货车车厢,将这些车厢连成一串,这列火车能绕赤道转6圈儿。
每年还有35亿吨盐的小颗粒从大洋的表面飘向空中。
而树木和其他的植物会呼出10亿吨的有机化学物质,这些有机化学物质随风飘洒,其中大概有三分之一会凝聚到微小的、游动着的小水珠上。
浮游生物、火山以及湿地,还会发放出2000万--3000万吨的硫化物,其中大约有一半形成了由空气传播的小小的颗粒。
而烧毁的树木和草则抛出了高达600万吨重的黑烟灰。
全球的冰川慢慢地侵蚀着它们所依附的山脉,将其化为灰沙,再随风飘向远方——但是到底有多少这样的灰沙呢?没有人知道。
同样,有多少玻璃状的火山灰小颗粒被喷向苍天?
还有,那些有生命的尘埃——飞扬着的真菌、病毒、硅藻、细菌、花粉、腐烂的叶子的纤维、苍蝇的眼睛和蜘蛛的腿、蝴蝶翅膀上的小鳞片、北极熊的毛发碎屑、大象的皮屑——到底有多少吨这样的东西徘徊在大气中呢?
大约400万年以前,我们的祖先就已经开始为大自然增添粉末状的东西了。首先,我们掌握了前所未有的工具——火,于是又制造出了烟。后来,当我们学到了奇迹般的金属的知识时,我们造成的烟尘就越发丰富了:它包含了细小而炽热的青铜、铁、铜、金和银的小颗粒。而纺织技术的问世,又造成了人的肉眼所看不见的动物和植物纤维的碎屑,这些碎屑被风从我们居住的地方带到上空。而后,随着工业革命的发展,我们的尘埃产量创下了新高。
现在,在全球范围内,使用矿物燃料的燃炉——主要是燃煤的火力发电站,还有燃油的工厂和柴油发动机,每年向外排放9000万到1亿吨的硫。现在,天空中的每一个天然含硫细珠都与3—5个人为制造的细小颗粒相伴。而且,地球上每天都在建成越来越多的燃煤锅炉。
1亿多吨的二氧化氮与硫的气体一样,会在空中形成尘埃颗粒。这些颗粒从我们的农场、汽车和其他一切人类发明的燃烧燃料的炉子发散出去,飞向高空。
在空中漂浮着800万吨黑色的烟灰,是由烧焦的草木灰和煤等矿物燃料造成的。被草木灰带到空中的600万吨烟灰中,大部分与人类活动有关。
不管空中飘洒着10亿吨还是30亿吨沙漠中的沙子,其中整整一半应归咎于人类的活动。农耕和其他对自然风景的侵袭都可能使空气中所携带的沙尘大量增加。
更有甚者,以下是几种20世纪的尘埃——令人大伤脑筋的汞和令人麻木的铅、从二氧杂芑到聚氯联苯等致癌物质、核灾难的放射性尘埃、杀虫剂、石棉和有毒的气体——每年到底有多少吨的这种东西在空中漫游?没有人知晓。
既然那么难以确定尘埃的数量,研究尘埃的学者们似乎可以简单地把一切罪责都归咎于各种尘埃的体积。一般来说,围绕在我们周围的尘埃,体积小到连地球引力都很难斗过它们。聚集在一粒尘埃表面的静电,甚至于一个个原子之间的相互作用,都可能压倒引力的作用。尘埃可以轻而易举地、像停留在桌面上一样粘附在天花板上。
科学家们以微米来测量尘埃(1微米等于1英寸的二万五千分之一)。你自己胳膊上的一根汗毛的宽度可能有100微米。再来想像一下,用剪刀剪下100微米那么长的一段汗毛。那个微小的碎片,只有当你知道它在哪里时,才能称得上是可以看见的。而这样的一个小碎片却比尘埃大得多。科学家说,这种碎片只能算作尘埃家族中的一分子。
最最大个儿的尘埃颗粒,从技术角度上说,仅仅有毛发宽度的三分之二那么大。这些大块儿的尘埃通常是大自然的杰作。例如,花粉颗粒的直径范围,从一根毛发的总宽度那么长到毛发宽度的十分之一那么短的都有。假如你仔细察看从沙滩上或从沙漠中取出的一把沙子,那些粘在手掌上面的一片粉末,就包含了一系列不同大小的沙粒,很多都属于大个儿的沙子。粘在你的衬衫的布纹之间的皮屑碎片,形成了布满你身边的一层看不见的晕环,它们的宽度相当于毛发的十分之一,长度相当于毛发的十分之二。很多从海面上升华的盐的碎屑大约有5微米宽。而所有这些都属于比较大的尘粒。
卫生专家们感到,小个儿的尘埃比大个儿的更让人烦心。那是因为人类的身体已经进化,能够抵御自然界中的大的物体的侵入。比如说,几乎所有花粉都太大,它们只能挂在鼻子内部,有敏感症的人都知道这一点。但是,小的尘埃却可以轻易地滑人你的头部,并深深地渗人你精致的肺部。
直到最近,科学家们才在安全的尘埃和危险的尘埃之间划出一条界线,也就是10微米——即,汗毛宽度的十分之一。但是,随着尘埃的研究者们对这些微小的东西更加近距离的仔细观察,他们最终决定挪动这条界线。现今的医学研究表明,比10微米的四分之一还小的尘埃——也就是长度相当于汗毛的二十五分之一的尘埃——是大多数疾病和死亡的罪魁祸首。科学家们可以为保护我们的肺而重新界定有害尘埃的体积,但他们最努力的还是通过艰难的研究来弄清楚,那么小的尘埃到底是如何成为杀手的。
那么,哪些尘埃属于这条界限的体积较小的那部分呢?有几种天然的尘埃属于这一类:如,细菌和真菌孢子通常小于10微米。可工业尘埃却在“非常小的”尘埃范畴中占主要地位。杀虫剂微粒的宽度通常在半微米到10微米之间。烟草喷出的一阵烟中,最最大个儿的微粒比半微米还小一些,即,百分之二个汗毛的宽度。汽车尾气的最小颗粒为百分之一微米——即,千分之十个汗毛的宽度。当污染的气体凝聚到空气中的微滴上时,就形成这样的小微粒。病毒和大分子的体积大约也是同样。现在你就可以想像,25000个如此微小的微粒为什么能够丝毫不被察觉地在一个“空”玻璃杯中漫游了。
在本书中我们可以看到尘埃充当杀手和危害的一面,相反,尘埃却又是不可或缺的。太阳就是在一种保护性的太空尘埃形成的巨大氛围中生成的。其中有些相同的尘埃——微小的像烟草的烟那样的微粒——聚集到一起而形成了我们的星球。极其大量的尘埃把银河弄黑,阻隔了我们观察大多数其他星球的视野。而且,每个熄灭的星球会向星系抛出更多的尘埃,就像个黑色的鞭炮一样。新一代的太阳、地球和其他的天体正是从这种熄灭了的星球的尘埃中生成的。
地球上如果没有尘埃,我们就无法生存。对发动机来说,清洁的世界将会是个极其沉闷的世界。再来看看地球上的水循环过程:水从海洋和湖面蒸发,凝结在空气中,再落到地面上来。但是,只有假设天空中充满了尘埃,这样的凝聚过程才能发生,水蒸气才能聚集到那些小小的尘埃表面。如果没有尘埃,只有当相对湿度高达300%时,水蒸气才能够凝结。这会使闷热的夏日显得相对干爽。由于缺少更加适合的核子,水蒸气将在你的身体上凝结。
云,就是凝聚在不同的尘埃上的大量水滴的聚集体。要是缺少尘埃的话,空中会缺少云。而云又能将照射在自身上的大量阳光反射出去,向大地投来一片阴凉。任何时刻,地球的半个表面都被云覆盖着。如果没有云,地面上将会变得非常热。
许多游荡在地球上的尘埃都没有生命,它们能够随风飘荡,使我们这个星球保持着健康和绿色。比如,真菌的生命就建立在分解死去的动物和植物甚至石头的肉体等各种各样物质的基础上。而它们的作用就是放出了养料,肥沃了土壤。那成千上万的不同种类的菌,有办法把自己的孢子抛向风中。这些坚强的孢子在世界上到处游荡,有时又随着风和雨的调遣而回落到地面上。
很多花粉也利用风的力量逐渐进化。比较大的颗粒搭载在蜜蜂或其他采蜜的昆虫身上。但较小的颗粒却可以随风飘去,偶尔降落在某个合适的花朵上,因此而保证了绿色的生命繁茂昌盛。
微型的带有玻璃壳的硅藻类,也可以通过这样的途径传播。即便就是那些叫做丝虫的极小的蠕虫,也可以爬到风中,借此而繁衍后代。例如,南极洲的有生命的东西很可能在上个冰河时期被一扫而光。但是现在,各种各样的微生物,包括比较大的丝虫,又已经在麦克默多干谷大陆上那冰冷的泥土块上生存着了。这些生命是从哪里来的?最能令人信服的观点是:它们的祖先是从南美洲、非洲、或澳洲飘过来的。
在这许许多多有关尘埃研究的不可思议的子课题中,从未枯竭、从未被动摇的概念就是,一些微小的生命形式不仅能够随风飘荡,还能够在满是尘埃的环境中繁殖。研究者们曾经认为,有些细菌有助于水蒸气在空中凝结,然后再分开、并聚集在由它们自己形成的水滴中。
甚至那亿万吨没有生命的、随沙漠的风而凝结于空气中的岩石灰尘,对地球都是有价值的。要是没有被从沙漠飘来的沙尘和火山灰层层覆盖的话,加勒比海的一些岛屿就成了一片灰色的裸露的岩石了。可是现在,岛上的山丘被那郁郁葱葱、生机勃勃的植被所覆盖。同样,没有尘沙就没有亚马逊流域的雨林所形成的绿毯。在多雨的季节,水分激活了土壤中的养料。每到冬季,当信风由撒哈拉自东南方向吹过时,大量的沙尘就像下雨一样落到南美洲的森林中,使那里的土壤恢复生机。
在世界的大多数偏远地区,飘落的石头碎屑实际上为很多微小的生命注入了养料。在地球的冰川地区,尘埃沉积物的到来就如同食物的服务链一样,它们把各种各样的“菜肴”分发给那些我们所知道的最艰苦的生命形式。更有甚者,在冰川内部,我们甚至都可以看到,几经漫游的尘埃维持着一种微薄的生命网络。而落人海洋的尘埃,也能成为促使植物开花的养料。这些植物是微型的浮游植物。虽然它们的体积非常之小,浮游生物却是海洋食物链中的面包和黄油。而在“从尘埃形成生命,到生命终结还原为尘埃”的螺旋型循环过程的转弯处,它们有时又从飘落的沙漠沙尘中吸收养料,而后再向上空发散出富含硫的尘埃,这种尘埃在促使云层的生成过程中起了关键的作用。
从某种程度上来说,科学家们已经懂得了,各种有生命的或是无生命的尘埃对天气的变化起到了一定的调节作用。而且,人们现在越来越明白,尘埃还改变了世界的长期气候。根据传统的观点,气候学家担心的是,由于某些气体的作用,限制了地球表面的热量。但是,随着全球变暖愈演愈烈,通过空气传播的小小的尘埃却从未被作为研究的大课题。现在,科学家们明白,有些尘埃的作用是反射阳光并冷却地球表面。而像烟灰等东西,可能会在空中漫游时吸收大量的热。还有些不可思议的理论甚至认为,在上个冰河时期末,当冰川骤然减少的时候曾发生过极严重的沙尘暴。但是,目前地球上最优秀的头脑都还不能断定,到底是哪些尘埃起到了温度调节的作用,它们起的作用到底是积极的还是消极的。
实际上,千千万万年以来,尘埃和人类之间的关系一直是很复杂的。
8000年以前,中国的农民发现了大量聚集在华中地区的沙土的魅力。这层沙土的毯子,约有90米厚,可以毫不费力地用作农田,给作物供应充足的养料。如今,全世界范围内,比如美国的中部,到处都有这种沙土,供人们广泛耕种。然而,我们将要看到的情况是,一旦失去这远古的沙土,灾害将会降临。
大约在4000年前,当中国农民挖土种地的时候,古代美索伯达米亚人则将当地的某种粉末熔融,来制造石头。在一个名叫玛什干一沙比亚的地方,考古学家新近发现了大块的、呈规则长方形的黑色石头,这种石头的成分并不是天然的玄武岩。不过这种石头的化学组成刚好与当地一条河流岸边所发现的沙土的成分相匹配。考古学家推测,由于当地缺少木材和石头,促使玛什干一沙比亚人将沙土加热至1200~C,然后再将这种熔融了的沙土铸成石头。
在同样远古的时期,芬兰人发现了他们那里的一种沙土的价值。这种沙土是将当地一种奇怪的、纤维质的岩石磨碎而成的,它可以使当地人制作的陶器和堵裂缝用的陶土更加坚硬。后来,欧洲最南部的人还学会了用同样岩石的纤维——也就是石棉——来织成防火的布料。其实,早期的自然学家们早就注意到,石棉织物对健康非常有害。
在地球的另外一端,也就是危地马拉蒂卡尔的玛雅人,似乎曾经小心翼翼地将火山灰中的某些成分加入到他们制作的陶器材料中,使陶器更结实。他们那种传统工艺需要大量的灰土——可是,在他们住地附近并没有这种灰土,能够取到这种灰土的地方恰恰很远。这一点成了永久的谜团。难道火山灰真的就那么有用,值得他们费力地穿过上百千米的丛林搬运回来吗?!更加令人迷惑不解的现象是:中美洲的火山其实是在非常近期才变得非常活跃,正在把火山灰向着蒂卡尔地区抛撒过去。
今天,人类仍旧在使用土,用它来种庄稼、造房子、制作陶器——不仅如此,土还有成千上万个用途。水泥墙壁就是岩石灰土和鹅卵石的混合体。石膏板就是用一种矿物粉末压缩而成的方便实用的材料。而带颜色的灰土可以造出五颜六色的油漆。岩石的细砂粒可以用来制作去污粉。牙膏中的抛光成分是滑石粉,可以增添丝般的光泽。化妆用的眼影也是一种令人眼花缭乱的粉末的混合物,其中有云母、鱼鳞粉和颜料等。阿司匹林和维生素片也是由不同的粉末压制成的。铅笔芯是用石墨的粉末压制成的。面包的原料就是去了壳的麦子磨成的粉,意大利面条也同样用面粉做成。黄芥末是用芥末籽磨成的粉,软可可是用硬的可可豆磨成的粉做成的。现代生活根本离不开粉末。
我们把那么多的东西研磨成粉末,是因为粉末的表面积非常之大,可以随心所欲地加以利用。由于化学反应通常发生在物体的表面,表面积越大,反应进行得就越充分。想像一下,如果你把50粒咖啡豆放在一个热水杯里,会发生什么情景?再想像一下,你把50粒咖啡豆研磨成粉,再做同样的实验。或者,假设一下,把一块肥皂扔到洗衣机里,洗一大堆衣服。再想像把那块肥皂切碎后放到洗衣机中去用。结果是,表面积越大,相互作用就进行得越充分。
这种特性所造成的结果,既奇特又令人遗憾。
盘绕在我们身边的某些尘埃却是可怕的、看不见的恶魔。暂且不提那些由人类工业造成的有毒粒子。普通的、古老的沙漠中的沙尘,就有它的阴暗面。
比如,7500万年前,普通的沙子似乎给正处于兴盛时期的恐龙设下了一个微妙的陷阱。在某一时刻,那些令人敬畏的庞大的生物们正在各自忙着自己的事,一瞬间,周围那些沙丘竟然联合起来将它们埋葬!(我们将会看到,考察工作要求重建古老的谋杀现场,从而对探索这个奥秘、并指认这些如此平常的沙子,都是很重要的。)
或许那些恐龙又是幸运的。1000万年以后,随着一个巨大的陨星的冲击、笼罩全世界的尘埃云团的到来,天空变得昏暗,太阳系被遮盖,恐龙的故事可能会发展得缓慢些,最终还是走向灭亡。那团尘埃成了鸟类、海洋生物、小个子的哺乳动物的祖先等生物的杀手。
直到现在,沙漠中的沙子还在制造麻烦。比如,杀害了紫色的海扇珊瑚的祸首,可能就是一种与尘埃有关联的疾病。撒哈拉的沙尘长久以来一直强劲地顺着大西洋的通道吹过,然后再落入加勒比海。但是在20世纪70年代,在大沙漠南部的西非地区,一场可怕的旱灾将更多的沙尘席卷到这条航道上来。而到了80年代,随着沉入加勒比海的沙层变厚,科学家们见证了一场横扫珊瑚礁的大灾祸。无独有偶,随着沙尘的入侵,两种珊瑚礁几乎被灭绝,一种海胆被大批杀死,紫海扇发育出了暗色的粗拙的分枝。对此事件进行了一番跟踪,一位科学家最终将海扇的灭顶之灾归罪于撒哈拉沙漠中的一种菌类。
现在,科学家们正在更近距离地考察、检定尘埃,并发现了其中的一切东西:除了放射性元素和汞、还有一系列的真菌。有一位长期研究尘埃的学者指出,在美国佛罗里达南部地区,夏季空气中的大多数颗粒就是到处蔓延的沙尘。而这可能正是一种对人类健康的威胁。
健康专家们已经知道,有些尘埃对人来说可能是致命的。他们将美国各城市空气的尘埃污染质量排序,再将那些城市人口的死亡率排序,发现排序的结果惊人地相似。城市的沙尘越多,死亡率越高。根据美国一个联邦机构的估计,仅沙尘污染一项,就是全美国每年6万人口死亡的直接原因。这场大规模杀戮的关键问题在于,到底哪些尘埃是致命的?
有些尘埃显然是致命的,比如,每年全美国1500位矿工死亡的直接原因就是煤粉尘。美国还有250多位矿工、沙爆破工和其他工人死于研磨石英粉末的粉尘。石棉的针状尘埃会导致致命的矽肺病(肺癌和其他内脏的癌症)。但是这些尘埃在空气中的浓度却并不是很高。应该还有其他的因素。有关的线索集中起来,矛头就指向了那些由人类制造出来的、微细的化学尘埃。
我们在室内发现的尘埃,如同户外的尘埃一样,既可以是无害的,也可能是残酷的。
躲藏在床铺下面和冰箱后面的尘埃鬼怪包含着一切可能的东西,从来自太空的金刚石,到撒哈拉沙尘,再到恐龙的骨骼,还有现代轮胎的橡胶碎片。同时,这些尘埃中还有些有毒的铅和长期禁用的杀虫剂、危险的霉菌和细菌、致癌的烟气粒子和所有我们在收拾房间时用过的那些各种各样的化学品等等。尘埃鬼怪诡秘地藏匿在引起过敏的尘螨的器官中,附在那些食肉螨以及那些捕捉并杀死螨虫的拟蝎身上。
另外,室内尘埃还可能引起孩子们的铅中毒。当孩子们在地毯上、尤其是那些旧的、沾满了尘土的地毯上爬来爬去的时候,孩子们的嫩嫩的手掌和脚掌上就会粘上灰尘。尔后,他们又把小手放到嘴里。有一个统计非常形象:在孩子的血液中测出的铅含量,就是地毯尘埃中的铅含量。
另一方面,对那些弄脏了房屋的化学品和金属,我们真是爱恨交加。几十年来,研究过敏症的专家们曾为病人注射直接从吸尘器中萃取出来的尘埃成分。虽然这种奇怪的方法取得了一定成功,但却秘而不宣。研究过敏症的专家们发誓,他们用这个方法确实遏制了尘埃过敏症。而且,在所有尘埃科学中,还有一个领域的研究可以证实上面的观点,也就是,肮脏的住房和健康的儿童之间有关联。在发达国家的儿童中爆发了哮喘病以后,引发了一阵紧张的研究。之后却发现,那些在满是尘土和细菌的屋子里爬行的婴儿们,虽然用嘴吸吮自己的脏手指,但他们却不一定会患哮喘病。为此,医生坚持说,室内尘埃中的某些成分,很可能又起到了增强婴儿免疫力的作用。
不管是户外还是室内,尘埃都是不可避免的。而在尘埃的很大一部分片断中,记载着我们的历史秘密。
很多很多年以前,飘游在我们周围的某些尘埃相互碰撞、相互分离,又撞向了小行星。其中有些被几年之前或几百年之前从我们这里掠过的彗星蒸发损耗。而这些东西,仍然携带着原始星尘的古老的颗粒,它们不可思议地以每天每平方米落下一个碎片的速度落到地球上。正因为这些非凡的尘埃携带着我们宇宙的远古的秘密,我们将了解到,科学家们是怎样竭尽全力想方设法去捕捉它们。而捕捉到这些微小的时间贮存舱,仅仅意味着完成了巨大挑战的一半而已:要分析这类像烟尘一样小的碎屑,有时候真的是极其困难的。但是,不论何时,只要尘埃科学家能够获取到太空尘埃中的某个颗粒的化学指纹,那么他就能对这个世界的起源有了更多的了解,离期望的答案又近了一步。
尘埃中蕴藏着远古的秘密。
而关于我们未来的奥秘——我们个人的,个体的未来的奥秘——其实也在我们的鼻子下面盘旋流动着。就像恐龙的碎屑现在飘游在空气中一样,你也将化为那样的灰烬,重新成为尘埃中的一部分。假如你的遗体被埋葬,它也终将与周围的泥土混为一谈。然后,经过几百年,或几百万年,腐化作用将使你的坟墓洞开,把你撒向世界的各个角落。假如你是被火化并被抛撒,那么你变成尘埃的速度将大大加快。
即便就是目前,有些人为了逃避最终变成尘埃而极尽所能,也不可能阻止这个必然规律。一具尸体就是能够保持到天荒地老,它的未来还是会变成尘埃。不争的事实是,太阳系的慢慢消亡将在几十亿年过程中产生使我们的星球焚毁的负效应。那时候,我们这个世界将变成一缕烟尘,随太阳风飘去,盘绕在那烟尘滚滚的星云之间。