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神奇的极光

曹冲

在我国的古书《山海经》中有极光的记载。书中谈到北方有个神仙，形貌如一条红色的蛇，在夜空中闪闪发光，它的名字叫烛龙。关于烛龙有如下一段描述：“人面蛇身，赤色，身长千里，钟山之神也。”这里所指的烛龙，实际上就是极光。

极光这一术语源自拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹，她又是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。

极光是人们能用肉眼看得见的唯一的高空天气现象，它被视为自然界中最漂亮的奇观之一。

在寒冷的极区，人们举目瞭望夜空，常常见到五光十色、千姿百态、形状各异的极光。毫不夸张地说，在世界上简直找不出两个一模一样的极光形体来。从科学研究的角度，人们将极光按其形态特征分成五种：一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光弧；二是有弯扭折皱的飘带状的极光带；三是如云朵一般的片朵状的极光片；四是面纱一样均匀的帐幔状的极光幔：五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。极光形体的亮度变化也是很大的，从刚刚能看得见的银河星云般的亮度，一直亮到满月时的月亮亮度。最为动人的当然是极光运动所造成的瞬息万变的奇妙景象。极光的运动变化，是自然界这个魔术大师，以天空为舞台上演的一出出光的话剧，上下纵横成百上千公里，甚至还存在近万公里长的极光带。更令人叹为观止的是极光的色彩，早已不能用五颜六色去描绘。说到底，其本色不外乎是红、绿、紫、蓝、白、黄，可是大自然这一超级画家用出神入化的手法，将深浅浓淡、隐显明暗一搭配、一组合，好家伙，一下子变成了万花筒啦。根据不完全统计，目前能分辨清楚的极光色调已达一百六十余种。

长期以来，极光的成因机理未能得到满意的解释。直到20世纪60年代，将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。现在人们认识到，极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互作用有关，另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关，这种粒子流通常称为太阳风。由此可见，形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风。

地磁场分布在地球周围，被太阳风包裹着，形成一个棒槌状的腔体，它的科学名称叫作磁层。为了更形象化，我们打这样一个比方。可以把磁层看成一个巨大无比的电视机显像管，它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚焦到地磁的极区，极区大气就是显像管的荧光屏，极光则是电视屏幕上移动的图像。但是，这里的电视屏幕却不是18英寸或24英寸，而是直径为4000公里的极区高空大气。通常，地面上的观众，在某个地方只能见到画面的1／50在电视显像管中，电子束击中电视屏幕，因为屏上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。同样，来自空间的电子束，打入极区高空大气层时，会激发大气中的分子和原子，导致发光，人们便见到了极光的图像显示。

极光不仅是个光学现象，还是个无线电现象，可以用雷达进行探测研究，它还会辐射出某些无线电波。有人还说，极光能发出各种各样的声音。极光不仅是科学研究的重要课题，它还直接影响到无线电通信，长电缆通信，以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候，影响生物学过程。当然，极光也还有许许多多没有解开的谜。

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营养素是指食物中可给人体提供能量、构成机体和组织修复以及具有生理调节功能的化学成分。人体所必需的营养素有蛋白质、脂类、糖类、维生素、水和无机盐、膳食纤维7类，还包含许多非必需营养素。如果长期缺乏某种营养素，就会引起生理机能障碍而发生某些疾病。基于这个原因，人们希望通过日常补充营养素来“防病于未然”。

据估计，约有半数的美国人和近三分之一的英国人每天都会服用某种补充剂。在中国，有10%～20%的人经常补充营养素。真的有那么多人需要补充营养素吗？科学研究说明，人体所需的营养素从日常食物中就可以获得。一些特殊人群需要补充特定的营养素，比方幼儿、孕妇、老人需要补充适量维生素D，孕妇需要补充适量叶酸。如果不是因为某种疾病或饮食习惯（比方素食）导致营养缺乏，非特殊人群实在没有补充营养素的必要。

目前流行的这种“没病乱吃药”情况，不仅浪费钱财，而且还可能对身体造成危害。比方，人体每天摄入的维生素A超出必需量1.5毫克，会干扰维生素D的有益作用，甚至还会影响骨骼健康，过多的维生素D会导致钙在血液中堆积，从而引发呕吐和肾脏问题。大量服用维生素E补充剂会增加患前列腺癌的风险。

既然对多数人来说，补充营养素并没有多大用处，甚至可能带来潜在的危害，为什么还有那么多人坚持补充营养素呢？由于营养素类药物通常较廉价，人们购置起来经济负担不大，就容易出现随意购置的行为。不少人并没患上缺乏营养素的疾病，而仅仅是因为担忧自己的健康状况，才用补充营养素的方式来“保险”。大多数人补充营养素时，抱着“万一有用”的心理。另外，长期服用者可能因为营养素补充剂具有的“抚慰剂”作用而对其产生心理依赖，有的长期服用者停服之后会立即产生身体不适感。

我们真的需要补充营养素吗？其实很简单，去问问医生，他们会给你合理的建议。对于多数人来说，多样化、合理、健康的饮食完全可以满足人体所需的营养素。科学补充营养素，才能防止出现“花钱买病”的为难局面，给自己一个健康的未来。

①当我们俯瞰地球家园，蔚蓝的大海、绿色的森林，令人沉醉，但黄色的沙漠却不禁让人揪心。6月17日是世界防治荒漠化和干旱日，每年的这一天，“荒漠化”问题，都备受关注，被大家广泛谈起。

②干旱，不仅仅是没有降雨，它往往是由土地退化和气候变化造成的。荒漠化，被称为“地球癌症”，是一种人为因素叠加自然因素造成的最严重的土地退化现象。

③社会公众需要科学认识荒漠与荒漠化。有人说“治沙就是消灭沙漠”，这种认识是错误的。治沙讲究有所为，有所不为。我们姑且将沙漠分为“原生沙漠”和“人造沙漠”两大类。原生沙漠是自然演变产生的，有的沙漠的形成年代高达数百万年，彼时人类还没有出现。对待“天然”沙漠，要“保”字当先，目的是保护天然的荒漠生态系统，方式是建立多种类型的自然保护地体系，如荒漠类型国家公园、国家沙漠公园、封禁保护区等。

④人造沙漠则是人为的土地退化造成的，这部分“沙”才突出一个“治”字，应该予以治理、修复。在治理的技术、模式方面，中国已经处于世界领先地位，白芨滩模式、右玉模式、柯柯牙模式、磴口模式、光伏治沙模式等享誉海内外。

⑤此外，针对生态环境相对脆弱，荒漠化、沙化风险比较高的地区，如原生沙漠周边地区的绿洲、农田等，应注重一个“防”字，即积极预防土地荒漠化和沙化。

⑥不论是原生沙漠还是人造沙漠，对人类来说都有“用”的价值，应该合理、有序地开发利用。原生沙漠可以成为开展自然教育、科普的基地，如巴丹吉林沙漠的高大沙山、库木塔格沙漠的雅丹和羽毛状沙丘、罗布泊的“大耳朵”等。人造沙漠可以在被有效治理后，综合开发利用，发展多种沙产业。

⑦因此，在荒漠化防治实践时要做到四点：一是要科学认知荒漠和荒漠化，了解荒漠化发生的机制、荒漠形成演化的规律，按自然规律办事；二是要擦亮双眼，认真识别哪些是真治沙，哪些是假治沙，哪些是借治沙之名、行破坏生态借机敛财之实；三是要以当地的自然立地条件、天然的植被承载力为基准，实施近自然修复，恢复原貌和底色；四是要保护荒漠、爱护荒漠，为子孙后代留存一些干净的、纯洁的沙海。

（选自2023年6月16日《科普时报》，有删改）