石头科普工作室

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流感肆虐,太阳也遭殃?

前言国家空间天气监测预警中心的报告指出,世界时11月27日和28日,先后出现了四次日冕物质抛射(CME),从11月30日到12月2日可能出现中等地磁暴甚至大地磁爆活动。日冕物质抛射CME是太阳活动的一种极端表现,就好比太阳忽然之间感觉“不适”,于是在太空中打了四次喷嚏。这四次“喷嚏”不仅仅是太阳的内部活动的外在表现,更可能对我们的地球产生影响。就如同我们在寒冷的冬天可能因为打喷嚏而传播感冒病毒一样,太阳的这一系列喷嚏可能在宇宙中传播一些“病毒”,也就是带电粒子和磁场。这些物质可能与地球的磁场相互作用,进而引发地磁暴。那么,什么是日冕物质抛射(CME)?这究竟是什么原因导致太阳的这次“感冒”呢?他是如何传染地球呢?下面将为大家一一解答:什么是日冕物质抛射(CME)?日冕物质抛射(CME),顾名思义就是发生在日冕层的物质抛射。所以,我们先看一下日冕在太阳的什么位置?太阳是我们太阳系的中心星体,其结构分为核心、辐射层和对流层三个主要部分。在太阳的核心,核聚变反应持续进行,将氢原子核融合成氦,释放出大量能量。辐射层是能量通过辐射传递的区域,而对流层则通过气体对流传递能量。太阳的表面被称为光球,是由氢和氦等元素构成的。光球上方的色球层和日冕层则形成了太阳的大气层,展现出太阳特有的“色球”和“日冕”现象。(图源来自网络)而日冕物质抛射(CME)就是太阳大气中一种极为突发和强烈的现象,表现为太阳冕层(corona)释放大量的等离子体和磁场,以极高的速度抛射到太空中。这些等离子体包含带电粒子,主要是电子和质子,以及太阳的磁场。(SOHO
2023年12月1日
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那个不断扩大的臭氧空洞,如今怎么样了?

这风,怎么就卷起来了?我的安家点——盖尔陨石坑/环形山震了没?霉震!双十一,只有气温不用凑满减石头DR.STONE工作室科普撰稿:天音美编:怪咖ccDR.STONE
2023年11月28日
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这风,怎么就卷起来了?

第一章:古之理解——龙的化身上帝有命起伏龙,龙尾不卷曳天东。关于龙卷风,大多人可能早有耳闻,但真正见过龙卷风的人并不多,尤其在中国这一现象并不常见。“龙卷风”这一名称也是到了近代才有的,早期对龙卷风这一现象的记载比较少,较早的描述来自于《庄子》的“抟扶摇而上者九万里”,其中的“扶摇”便是旋风,按理来说应是现代所谓的“龙卷风”。古希腊的亚里士多德在《气象学》中提到了一种旋风,应该也是龙卷风,后来又有宋代陆游的《龙挂》一诗中也存在龙卷风的踪影等等。但是在有记载之前,人们又是怎样理解这一现象呢?龙作为神话传说中一直存在着却从未被现代人类所证实的生物,它的起伏在古人眼中往往象征着自然界的变动,古有“龙吸水”一说,其实就是水上的龙卷风,因龙卷风常伴有大量的降水,人们把这一现象理解成为龙的神通,也恰巧印证了神话中的龙呼风唤雨的形象。然而由于龙卷风一般有强大破坏力,或许龙卷风和“蛟龙”这一恶龙挂钩应该更为直观贴切。(左图:来源于快懂百科,蛟龙)(右图:网站pexel,作者Isidoro
2023年11月22日
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我的安家点——盖尔陨石坑/环形山

震了没?霉震!双十一,只有气温不用凑满减论天气,广东版本领先全国二十年!黄河
2023年11月16日
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震了没?霉震!

地震,大家应该都耳熟能详,大家所印象深刻的就是天然地震所带来的的巨大破坏力,例如汶川地震等。地震能够引起地振动,地震的概念不只局限于天然地震,还有塌陷、爆破、大型人类活动等等导致的非天然地震。在这篇文章中,我们主要讨论的是大型人类活动导致的非天然地震。如果单从简单定义而言,此刻如果跺一脚,这也能称得上地震,不过震级非常非常小而已。现在我们大概能够理解了地震的广义含义,那么让我们接着看这样一个有趣的新闻。今年的7月22日和23日,泰勒·斯威夫特(Taylor
2023年11月11日
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双十一,只有气温不用凑满减

不知道什么时候,双十一从10月下旬就开始了;也不知道什么时候,满减数学已经成为比高数还难以掌握的学问了。此时,如果有人告诉你,还有一种东西不需要凑单就可以享受满减,你一定会感到好奇。这其实是我们最不想遇到的满减之一:大降温。那么,气温一般是怎么满减的呢?其实,与许多双十一产品一样,气温也是先涨价(升温)再满减(降温)的。整个北方热成了一锅粥进入11月,对许多北方人,特别是华北的同志来说,来说有一个终极问题摆在眼前:什么时候供暖?不过,当大家注意到身上的薄外套甚至是短袖的时候可能才反映过来,这应该是11月的衣服吗?作为一个不用老妈提醒就能自己穿上秋裤的“大人”来说,衣服穿的少只能说明温度还是很高——气象记录显示,在刚刚过去的11月1日,北方多省打破了最高温记录。11月1日温度记录(中气爱)需要注意的是,当我们讨论11月的热的时候,相比较的对象并不是夏天的温度,而是历史平均值,也就是偏暖或者偏冷。这个时候,当我们打开中国气象台的网站,查阅近期温度距平的时候便会发现:在过去的二十天当中,全国大部温度偏高,其中北方偏高幅度远远高于南方地区,华北、黄淮以及内蒙古地区更是遥遥领先。而且,近10天的气温距平高于近20天的,也就是说,随着时间的推移,我们的天气反而越偏暖了。近10天气温比近20天气温距平更高(中央气象台)一般情况下,入秋之后,全国的气温是由北向南递减的,东北地区10月份已经供上了暖,而华南地区还在讨论能不能入秋成功。除此之外,受到诸如副高、暖空气等影响,南方大部气温差距并不是很大。我们又知道近来黄淮地区异常偏暖。因此,在种种因素的影响之下,安徽竟然在全国高温榜中独占四元,让人颇有盛夏重来之感。安徽与山东上榜数超过高温常驻户广东云南(左),科大学生也热的受不了(右)环球同此凉热关于今年秋天这种异常的偏暖,我们还有几个不好的消息。首先是今年秋天中国大部基本处于偏暖的状态,比如天津就迎来了1961年以来的最高气温,较常年同期偏高1.6℃。其次,热的不仅仅是中国,而是全球。根据欧洲哥白尼中心的报告,2023年9月成为有气象记录以来最热的9月,平均地表气温为16.38℃,相较于1991-2020年9月的平均气温高0.93℃,比2020年最热的9月的气温也高了0.5℃。更让人担忧的是,欧洲大陆9月的温度相对于1991-2020年的平均温度达到了惊人的2.51℃,比2020年9月也高出1.1℃。此情此景,只可谓:环球同此凉热。2023
2023年11月5日
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论天气,广东版本领先全国二十年!

秋天今年秋天热爆,想必大家都有体感,去年10月底的一个“天降猛男”——大型台风“尼格”给南方带来丰沛水汽以及大范围的风雨降温,但是今年的秋天等来的只有全方位“碳烤”,从南到北的气温分布都只有一个特点:暖。不少城市一天里最高气温能达到丧心病狂的30摄氏度!河北省邯郸市的磁县在10月底出现了31.6度的高温,打破京津冀10月下旬高温纪录。秋姑娘是不是今年忘了打卡上班,秋天本是凉爽舒适的季节,结果气温高居不下。在给大家解答“为啥今年秋天这么暖”之前,先了解一下秋天为啥应该是“秋高气爽”的。为啥秋天应该是凉爽的?正所谓,“一场秋雨一场寒”,理论上来说,在秋分时,太阳直射点向南半球移动,北半球白天的时间逐渐减少,夜晚变长,温度开始下降,这个季节性变化引导了冷空气的逐渐流入。同时,位于高纬地区的西伯利亚形成西伯利亚高压,堆积在此处的冷空气便流向低压系统。也就是说,秋天到来的时候,一股股冷空气将从西伯利亚南下进入我国大部分地区,当它撞上南方正在逐渐衰退的暖湿空气时,冷空气会迫使暖湿空气升到较高的高度,并在相对较冷的高空冷却,形成秋雨。随着一次次冷空气南下,常常造成一次次的降雨,使得当地的温度一次次降低。Yu
2023年11月3日
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黄河 黄河几岁了?黄河 黄河125万岁辣!

(图源:星球研究所、网络)悄悄告诉你,今年是黄河的125万周岁,这事儿定了!中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和等中国科学家围绕黄河“身世”和现代黄河水系格局形成时代展开研究,其在《地球与行星科学快报》上刊载的文章再次证明了“现代黄河水系格局的形成时代为125万年前”。01啥叫黄河的年龄?黄河的年龄是指黄河这条河流的存在时间,即从它开始流经或形成的时刻到现在所经历的时间段。“黄河的年龄”是地质学和地理学等科学领域中研究的一个重要课题,它有助于了解黄河流域的演化历史,包括河道的形成、变迁、地质构造的活动以及气候变化等方面的信息。同时,黄河也分古代和现代,当前学术界,主要研究的是“现代黄河”。历史上,黄河一向以“善淤、善决、善徙”而著称,民间常有“三年两决口,百年一改道”的说法,因此黄河改道是常有之事。地质学上的古黄河,源自宝鸡峡,从东方汇入三门峡,向海洋奔流。而现代黄河,从六盘山出发,向北流去,穿越山脉,穿越平原,然后突然拐弯,再次南下,最终在三门峡东流入海。这一番奔流是地壳构造变动的表现,也是地表水系演化的壮丽故事。我们今天讨论的便是“现代黄河”的存在时间。黄河历次改道示意图(参考:中国国家地理)
2023年10月28日
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隐匿的守护者,神秘的护盾 ——大气窗

每天早晨我们睁开双眼看见阳光,是否想过,在太阳至地球近地表这么远的路程里,太阳辐射在大气中经历了哪些“阻碍”?太阳辐射中的高能短波辐射为什么没能伤害到我们?光路中难道存在某些肉眼看不见的神秘力量吗?01神奇的大气窗我们将太阳视为一个温度为5250℃的黑体,大多数太阳辐射以0-25微米的波长发射,其辐射光谱如图1黑色实线所示(理论曲线),在大气层顶部接收的太阳辐射如图1中黄色区域所示,但在海平面上,实际接收到的辐射仅剩图中红色部分,此时的辐射曲线呈锯齿状,有许多大小不一的凹槽,说明在自大气顶至地面的大气层中,很多太阳辐射被消耗掉或者被阻挡了,为什么会出现这种情况呢?图1
2023年10月24日
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参宿四,今天你炸了吗?——光与时间的故事

参宿四即猎户座α星,是一颗距离地球约724光年的红超巨星;近年来,她是手机新闻上的常客,众人津津乐道的,莫过于她那多变的“性情”,犹如宇宙中的星芒,变幻莫测,令人留连忘返。冬季大三角与冬季大钻石,参宿四便是中间那个(irentals)在关于参宿四何时发生超新星爆发的讨论中,我们经常能见到的一种言论便是:“或许参宿四已然爆发,只是其辉煌光芒还未抵达地球。”那么,这种说法是否正确呢?要回答这个问题,我们需要先进行一些必要的背景介绍。我们先要探讨牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对时空观。绝对时空观简介经由广泛的大众科普和学前教育,艾萨克·牛顿发现万有引力的故事已经人尽皆知;但作为真正伟大的数学家,牛顿对科学的贡献远不止于此。在1687年,牛顿创作并首次出版了他最为重要的著作《自然哲学的数学原理》,这本书被誉为科学领域最伟大的著作之一。自然哲学的数学原理,1725年本(jonkers)在这本著作中,牛顿给出了经典力学的八大定义,建立了经典力学完整的公理化体系;解释了八大定义后,他在附言中留下了这样的词语:“我没有定义时间、空间、所处和运动,因为它们是为人所熟知的。唯一需要说明的是,一般人除了通过可感知的客体外无法想象这些量,并会因此产生误解,为了消除误解,可方便地将这些量分为绝对的和相对的,真实的和表象的以及数学的和普遍的。”牛顿对绝对的时间、空间、所处和运动给出了自己的定义,也奠定了经典力学所适用的时空范围,即绝对时空。在绝对时空中,绝对时间与绝对空间是单独的,互相没有直接关系,于斯,空间寂静绝对,时光匀均绝对;时间度量不随参考系变化,长度度量也与视角无关。可以如此理解:空间犹如物质华彩的舞台,而时间则似墙上的挂钟,其影不触,两者共筑物质秩序;这一观点,主导了此后数百年内物理学家甚至天文学家的思维模式。相对时空观简介“你和一个漂亮姑娘在公园的长椅上坐一个小时,感觉只过了一分钟;你在火炉旁边坐一分钟,却感觉过了一个小时。”19世纪末期,经典物理学发展接近顶峰,人们确信波的传播依赖于介质,如水波赖水、音波须倚气;随着光的波动理论盛行,人们为了解释光的传播方式,提出了一个叫做“以太”的媒介。这个以太被认为存在于绝对空间中,帮助我们理解光的行为。迈克尔逊-莫雷实验,也被称为以太漂移实验,扮演了检验牛顿的绝对时空观念的重要角色。其主要目的是测量地球相对于绝对空间的移动速度。然而,令人奇怪的是,在两次实验中,光波传播时未显示出相位差,结果似乎是零。这令人疑惑,因为我们知道地球围绕太阳公转的速度超过了30公里每秒,所以它显然不可能静止在所谓的以太中。这一实验结果对牛顿的绝对时空观受到了巨大的挑战。迈克耳孙和莫雷的干涉仪装置(Case
2023年10月19日
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巡天望仙,步履不停——墨子巡天望远镜

学完字母表,能看懂AB效应吗?星河月影,嫦娥五号——我与月的爱情信使和月老师的爱情故事永恒的芭蕾——星球转动之谜石头DR.STONE工作室科普撰稿:陈冰洁美编:刘俞伶DR.STONE
2023年10月10日
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学完字母表,能看懂AB效应吗? ——今年诺贝尔物理学奖大热门 Aharonov-Bohm效应和Berry相位介绍

相作为几何相的一种,反映了参数空间的几何性质:假设参数空间是一个球面,参数的周期性演化在球面上画出一个闭路,我们在球面上将矢量(量子系统的“状态矢量”)沿着闭路平移一圈之后会累积一个相角
2023年10月3日
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星河月影,嫦娥五号——我与月的爱情信使

前天的推送中,我们讲述了《和月老师的爱情故事》。今天,我们将一起解读嫦娥五号为您带回的,来自月亮的信息。图片来源:科普中国自2020年12月17日,嫦娥五号样品舱于内蒙古四子王旗成功着陆,并带回1731g月壤样品,实现了中国首次地外天体采样,人类时隔44年后再次带回新的月球样品。这是中国深空探测的重要里程碑,也开启了中国月球科学研究的新篇章。1.采集月球样品的意义人类对地外天体的认识可以分为三个阶段:天文观测,遥感或就位探测,样品返回。自1970年2月,在阿波罗11号首次返回样品,人类对月球的认识就发生发生质的飞跃。Wood等科学家通过对研究阿波罗11号月壤样品的研究,发现1676颗月球岩屑中有约4%是由斜长石构成的斜长岩。为了解释斜长岩月壳的形成,Wood等提出了著名的岩浆洋理论(图1):月球在形成初期,是大规模熔融的硅酸盐外层,即岩浆洋,随着月球的冷却,橄榄石和辉石率会先结晶,因其密度较大则会沉降在月球深部,形成原始月幔。当结晶到一定程度时(约60%-70%),斜长石开始结晶,由于密度小,会堆积在岩浆洋顶部,形成原始的斜长岩月壳(图1)。图1
2023年10月2日
自由知乎 自由微博
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和月老师的爱情故事

望远镜照亮了神秘的夜科学家悟明了探索之心中秋佳节写一篇送给月亮的散文诗我的爱恋很长,但也很短要说与你相识,至少要从甲骨文说起(图1)。你的名字就像我看着你发呆的眼睛,这算不算与你相遇是我命中注定?图1
2023年9月29日
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永恒的芭蕾——星球转动之谜

物理学家梦里的星空是什么样的?如果月球撞向地球,会发生什么?手机如何实现“地震预警”?为什么有些地震数据是保密的?石头DR.STONE工作室科普撰稿:niong康美编:可然
2023年9月17日
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物理学家梦里的星空是什么样的?

如果月球撞向地球,会发生什么?手机如何实现“地震预警”?为什么有些地震数据是保密的?老家地震了?泰山奶奶说:不要怕!石头DR.STONE工作室科普撰稿:董昌岩美编:怪伽cc
2023年9月10日
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如果月球撞向地球,会发生什么?——月球坠落之旅

小学版》2023年7-8月第1周刊
2023年9月3日
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手机如何实现“地震预警”?

几乎每次发生对社会产生较大影响力的地震后,“手机地震预警”这个词条都会出现在公众面前。什么是地震预警?地震预警的原理是什么?从地震发生到我们在手机上收到通知,其中又经历了怎样的过程?Part.01区分地震预警和地震预报地震预警利用电波比地震波传播更快的原理,在地震发生后而地震波尚未到达某地区之前向预警目标发出警告,以最大程度减少人员伤亡的技术。“预报”指的是尚未发生但可能发生的预先通告,例如天气预报明天大概率降雨。明天是否降雨我们无法提前给出肯定答案,它受到很多因素影响,因此是概率事件。地震预报不同于天气预报,具有“非确定不通报”原则,即需考虑社会公信力。倘若权威部门多次预报地震失误,则会在民众心中产生“狼来了”的负面影响(图1)。图1
2023年8月31日
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为什么有些地震数据是保密的?

7月26日,一份特殊的警情通报引起了社会广泛关注(图1)。武汉市地震监测中心遭受境外组织的网络攻击,部分地震速报数据前端台站采集点网络设备被植入后门程序。该程序能非法控制并窃取前端台站采集的地震数据,并将其发送到境外服务器。初步判定,此事件为境外具有政府背景的黑客组织和不法分子发起的网络攻击行为,引起了社会各界的高度关注和强烈谴责。一些专家认为,此次事件是一种严重的网络恐怖主义行为,既危害了中国的国家安全和社会稳定,也威胁了全球的地震监测和防灾减灾工作。图1
2023年8月26日
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老家地震了?泰山奶奶说:不要怕!

昨天一早,突然被朋友圈的父老乡亲吓到,我风调雨顺的山东竟然地震了。据中国地震台网正式测定,8月6日2时33分在山东德州市平原县发生5.5级地震,震源深度10公里,震中位于北纬37.16度,东经116.34度。8月6日3时2分在山东德州市平原县发生3.0级地震,震源深度9公里,震中位于北纬37.16度,东经116.34度。有泰山老奶奶坐镇的山东为啥翻了车?本次地震为何震级低却震感强烈?为什么这么小的震级却有这么大的破坏力?凌晨的地震是不是主震,会不会只是前震?今天我们就来好好的唠一唠,这次山东近十年来的最大地震。1山东并不安稳,其实地震频发山东并不是一个平静的地方,根据中国地震台网的历史数据近5年来,山东平均每年发生地震超过两千次,只是这些地震中90%人们是感受不到的。例如今年7月份,山东台网记录到山东及沿海地区天然地震16次,其中小于1级地震7次,1.0-1.9级地震7次,2.0-2.9级地震2次,3.0级及以上地震0次,最大为17日17时黄海海域2.9级地震。本次的震中山东德州市平原县周边200公里内近5年来发生3级以上地震共8次。2023年以来山东地区3级以上地震震中分布图(来自鲁震快讯)山东省境内交织着郯庐断裂带,仿佛是一条游走不定的蛟龙。郯庐断裂带从1990年起就被国家地震局视为地震危险的重点监视区,它形成于华北板块与华南板块的碰撞。这两大板块的交汇,创造了我国南方和北方的自然屏障——秦岭-大别山线,它是分隔南北的界线,同时承载着众多地理文化的历史重量。山东地区的大小规模的地震或多或少的都和郯庐断裂带的地质活动有关系,但是本次地震是否也是因为郯庐断裂带呢?其实不然,根据地图,郯庐断裂带与本次震中有一定距离,所以本次地震由郯庐断裂带引发的可能性较小,应当是为华北地块内部地质运动形成的地震。同时,华北板块构造也造成了数组西南至东北向的断裂带,这些断裂带历史上都有一定地震活动。如诱发本次地震的聊城-兰考断裂带南侧的菏泽在1937年8月1日先后发生7.0级、6
2023年8月7日
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又是直角又是掉头的,台风也要考驾照吗?

今年的西北太平洋并不太平,强烈的台风频频靠近或登陆我国。一周前,5号台风“杜苏芮”以强台风上限的强度(风力15级)登陆我国福建;如今,6号台风“卡努”又以强台风的强度徘徊于我国东海海域,气象机构一度预测其会直接登陆我国浙江。不过,值得大家注意的是,这两个台风的路径都有些特点,它们发展过程中都出现了诸多变数,导致各大气象机构之间常常出现重大分歧。而它们实际的路径更是奇特,“杜苏芮”在巴士海峡连续走出了几个“直角”;“卡努”更是原地掉头,原本冲向我国,进入东海以后却慢慢调转方向开始奔日本而去。不禁令人好奇,难道台风也要考驾照?为何会走出如此奇特的路径呢?“杜苏芮”的“神奇直角”(中央气象台台风网)首先,我们需要了解台风是怎么能持续移动的。台风本身是一个大型的天气系统,但是它的运动路径受到很多因素的影响,影响最大的就是我们耳熟能详的“副热带高压”了。在炎炎夏日,“副热带高压”非常强盛,可以从太平洋深处一直延伸到我国内陆地区乃至北方草原地带。而台风作为一种热带低压系统,只能沿着副热带高压的边缘移动而难以“穿越”。当台风通过了副热带高压最西端的位置时,就会继续沿着副热带高压的边缘“转弯”。如果副热带高压最西端比较“尖锐”,就可能出现台风“掉头”的情况,例如2017年9月台风“泰利”进入东海后一个急转弯去了日本。还有一种可能是,副热带高压在台风的迫近过程中发生结构变化,出现快速向东退却甚至“断裂”(北侧出现低压槽)的情况,台风就会借此机会转向去日本韩国,例如2020年台风“巴威”和“美莎克”,借助低压槽切断副热带高压的机会连续北上冲击朝韩两国。Chih-wen
2023年8月5日
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全球变暖时代已经结束,现在是全球沸腾时代!有这么夸张吗?

次声还能探火星?看完这篇文章,应该就没有人会用错灭火器了吧~人类世:人类真的完全地改变地球了吗?偏光显微镜下的矿物看起来真的泰裤辣!石头DR.STONE工作室科普撰稿:行思美编:可然
2023年7月31日
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次声还能探火星?

10.1029/2022JE007483.
2023年7月26日
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看完这篇文章,应该就没有人会用错灭火器了吧~(结尾花重金实测)

就在这两天,笔者看到了某影视剧在剧中把灭火器当玩具?虽然出品人称此为私人购买的灭火器,但是灭火器真的不是用来玩的!虽然多数人都明白这一道理,但是遇到火灾该具体使用哪种灭火器仍然有有些迷惑。前些日子,笔者的实验室就因为操作不当而引发了一起火灾,在场的操作员因为不知道火灾的性质而错失了灭火的最佳时机。为了让大家不再像笔者实验室遇到火灾那样惊慌失措,本文将详细地介绍一些常见灭火器的适用范围、灭火原理、使用方法与维护保养措施等,以便各位在火灾发生时能够及时确认并扑救火灾。-
2023年7月24日
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人类世:人类真的完全地改变地球了吗?

Zalasiewicz)地层学家提出,希望在地质年代中正式定义“人类世”。但修改年代地层表的内容,就好像国家层面通过宪法修正案一样,需要通过国际地层委员会(International
2023年7月16日
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偏光显微镜下的矿物看起来真的泰裤辣!

佛说:“一花一世界,三藐三菩提”,意味着世界的奇妙与无穷,而岩石中也蕴藏着宇宙的奥秘。地质学家们善于利用工具,将岩石削成0.3毫米的薄片,并运用偏光显微镜观察矿物的排列组合,于岩石中发现了异彩纷呈的星空。岩石由多种矿物构成,犹如房子由砖瓦所组成。矿物是地质作用形成的晶质固体,在自然界中数量繁多,种类繁杂,科学家们至今仍在不断发现新的矿物。尽管矿物种类众多,但常见的造岩矿物只有十几种,每种矿物都具有独特的光学特性。现在,让我们随着小石头的引领,一同在偏光显微镜下识别这些矿物吧。偏光显微镜矿物的光学性质特征的差异对于鉴别和研究矿物非常重要,而偏光显微镜是研究这些性质的主要工具。偏光显微镜包括反射光源、上偏光系统、下偏光系统、物镜和目镜等主要组成部件。在观察透明矿物时,我们主要利用透射光进行观察。当将岩石磨成薄片后,若只使用下偏光系统观察矿物,我们可以观察到矿物的颜色、形态、解理和突起等特征。下偏光系统是透射光通过矿物进入显微镜的部分。叠加上偏光系统后,构成正交光,我们可以观察到更多的性质,包括矿物的干涉色、消光类型和双晶等光学特征。上偏光系统与下偏光系统的交叉作用可以揭示矿物的更多细节。(突然出现好多不太熟悉对的光学性质的名称,下面就一起来简单理解一下吧)矿物的常见光学性质解理解理是指矿物内部容易破碎的面或平面。矿物的解理性质与其晶体结构和化学键的结合程度密切相关。在作用力较弱的方向上,矿物更容易发生断裂,因此在显微镜下可以观察到小裂缝的存在。不同矿物具有不同的解理方向、解理发育程度、解理组数和解理之间的夹角。根据解理缝的特征可以将解理发育程度分为三个等级:极完全解理、完全解理和不完全解理。比如,云母有一组极完全解理,所以它很容易变成一片一片的样子;方解石发育三组完全解理,平面上可以看到两组呈菱形的解理。通过观察和研究解理特征,地质学家可以进一步了解矿物的内部结构和形成过程,对岩石的性质和变形特征进行分析和解释。方解石的菱形解理突起在岩石薄片中,不同矿物颗粒的表面呈现出不同的起伏和形态,同时矿物颗粒的边缘粗细和清晰度也会有所差异。这种差异被称为矿物的突起。具体而言,一些矿物的颗粒在薄片中看起来较为凸出,其边缘也更为宽阔和明显,例如橄榄石。相反地,其他矿物则呈现较为平坦的表面,其边缘线条较细,观察时也不太清晰,如石英和长石。矿物颗粒的突起特征与矿物与填充薄片空隙的树脂或树胶的折射率差异有关。当矿物与树脂或树胶的折射率差异较大时,矿物颗粒的边缘会呈现较宽且清晰的外观,突起较高。相反,当矿物与树脂或树胶的折射率差异较小时,矿物颗粒的边缘线条会显得较细且模糊,突起较低。通过观察和分析矿物的突起特征,地质学家可以进一步了解岩石中不同矿物的特性和组成,有助于矿物鉴定和岩石分类等研究工作。橄榄石的高正突起石英的低正突起双折射双折射是光线在各向异性晶体中的传播现象,当光线入射到这样的晶体中时,会被分解成两束光,沿着不同方向传播并发生折射。这是由于各向异性晶体的特性,不同方向上的光线具有不同的传播速度和折射率。当光波进入一个非均质体(例如各向异性晶体)时,除非特殊方向,它会分解为两种垂直振动方向的偏振光,这两束光的传播速度和折射率不同。这种现象被称为双折射。各向异性晶体之所以产生双折射,是因为在这些晶体中,原子或分子的排列方式在各个方向上并不相同,导致光线在晶体内传播时受到不同的影响。这使得光线在晶体中的传播速度和折射率在不同方向上存在差异,从而产生了双折射现象。冰洲石双折射现象(图片来源于百度)干涉色在正交偏光显微镜下观察矿物薄片时,我们经常会看到矿物呈现出五彩斑斓的颜色,这种现象被称为干涉色。干涉色的产生与矿物的双折射性质密切相关。当单色光通过双折射材料(如矿物)时,它会被分解为两束振动方向垂直的光。这两束光在通过上偏光系统后,它们的振动方向变为与上偏光镜平行。由于这两束光具有相同的频率和固定的光程差,它们会发生干涉作用,从而产生干涉色。干涉色的出现受到薄片厚度和矿物的双折射率的影响。干涉色的级序指的是在特定厚度下观察到的干涉色的特征。通常,级序从一级到四级逐渐变化。当光程差增加到第五级序以上时,不同单色光的贡献不均衡,看起来接近白色,这种干涉色被称为高级白干涉色。干涉色色谱(图片来源于百度)消光在正交偏光显微镜中观察矿物薄片时,当矿物整体呈现出完全黑暗的现象时,称为消光。特别是在某个特定位置,矿物不会显示出任何颜色或亮度,而是完全吸收了入射光的能量。当观察均质体矿物的薄片时,在正交偏光镜下转动载物台(也称为旋转偏光镜),如果无论旋转到什么角度,矿物始终保持黑暗不发光的状态,这被称为全消光。全消光的出现是由于矿物薄片的光学特性与正交偏光系统之间的相互作用。正交偏光系统中的偏振器和分析器彼此垂直,如果矿物的光学性质使得它在任何角度下都无法通过分析器,那么就会观察到全消光现象。转动载物台时的黑云母消光常见造岩矿物的特征和镜下照片石英单偏光下无色透明,无解理,具有低正突起;正交光下表现出平行消光,具有一级灰白干涉色。显微镜下的石英砂岩(左侧为单偏光,右侧为正交光)长石单偏光下为无色透明,常成板状自形晶,具有两组完全解理,长石不耐风化,容易发生蚀变(如高岭土化,绢云母化);正交光下为一级灰白干涉色,常见双晶(如卡氏双晶、聚片双晶、卡钠复合双晶等)。图中红框圈出部分为镜下的长石卡式双晶聚片双晶卡钠复合双晶方解石和白云石镜下特征相似,单偏光下多无色,具有三组完全解理,平面上只能看到两组呈菱形相交的解理;正交光下表现出对称消光,具有高级白干涉色。区分方解石和白云石的简单方法是茜素红染色,因为方解石被染成红色,而白云石不被染色。左:正交光下的方解石;中&右:被茜素红染色的砂质白云岩,上部白云石含量多,方解石含量少,所以染红不明显;下部白云石含量少,方解石含量多,故染红明显。橄榄石单偏光下呈现无色透明,集合体为不规则的粒状,不发育解理,常见不规则的裂纹,为高正突起;正交光下最高干涉色可达三级。镜下的橄榄石辉石单偏光下辉石常呈淡绿、淡紫或淡黄色调,形状为短柱状,具有两组解理(夹角约87°),具有高正突起;正交光下最高干涉色可达二级中下部。红框圈出部分为镜下的辉石角闪石单偏光下为无色或绿色、褐色,碱性种属带蓝紫色调,形状为长柱状,具有两组完全解理(夹角约56°),为中正突起;正交光下最高干涉色可达二级中部,但常被本身颜色所掩盖。镜下的角闪石黑云母单偏光下多为褐色或绿色,呈菱形板状、片状,具有一组极完全解理,是中正突起;正交光下表现出平行消光,干涉色比较高,通常为二至三级。红框圈出部分为镜下的黑云母石榴子石与十字石石榴子石单偏光下颜色为淡红、褐色等,切面形状为八边形、六边形或近球形,具有筛状结构,没有解理,为极高正突起;因为石榴子石均质体,所以正交光下呈现全消光。十字石:单偏光下颜色为黄色等,形状为短柱状或粒状,具有筛状结构,为中等解理,极高正突起,镜下也常出现筛状结构;正交光下与石榴子石的区别是十字石呈现一级灰白干涉色。红框圈出部分为镜下的石榴子石黄框圈出部分为镜下的石榴子石,蓝框圈出部分为镜下的石榴子石在肉眼下观察矿物时,很多矿物可能显得平凡无奇,缺乏明显的色彩和特征。然而,当使用偏光显微镜来观察这些矿物时,它们展现出了令人惊叹的美丽和多样性。真的泰裤辣!END石头DR.STONE工作室科普撰稿:可然美编:可然
2023年6月30日
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宇宙年龄只有137亿年,但为什么宇宙半径有465亿光年?

c;这个等式表示当固有距离达到可观测宇宙的半径时,地球与星系之间的相对速度等于光速。这意味着这些星系正在以与光速相等的速度远离我们,超过这个距离的星系将以更快的速度远离我们。因为Vf
2023年6月29日
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神奇分子在哪里(GDGTs):微生物是怎么让我们了解气候变化的

探秘红色精灵:大气的奇观与临近空间的谜团台风胚胎的“编号”是怎么来的?如果一直往上飞,你会看见什么?火山喷发对大气影响真的很大吗?石头DR.STONE工作室科普撰稿:知行美编:可然
2023年6月21日
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探秘红色精灵:大气的奇观与临近空间的谜团

台风胚胎的“编号”是怎么来的?如果一直往上飞,你会看见什么?火山喷发对大气影响真的很大吗?什么?地底下300m还有个陨石坑?石头DR.STONE工作室科普撰稿:彭扬慧美编:刘俞伶DR.STONE
2023年6月15日
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台风胚胎的“编号”是怎么来的?

如果一直往上飞,你会看见什么?火山喷发对大气影响真的很大吗?什么?地底下300m还有个陨石坑?两张照片是如何让金星的火山现形的?石头DR.STONE工作室科普撰稿:思空美编:怪伽cc
2023年5月31日
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如果一直往上飞,你会看见什么?

本漫画由石头科普工作室短视频改编绘制:张淇豪如果你可以一直往上飞你会看到什么?文案、视频录制:张沛锦配音、视频剪辑:张楠因为字数实在是不够呃呃呃再加点什么现在,解决原创声明凑字数的问题,是非常非常重要的。所以,原创声明凑字数的发生,到底需要如何做到,不原创声明凑字数的发生,又会如何产生。原创声明凑字数因何而发生?了解清楚原创声明凑字数到底是一种怎么样的存在,是解决一切问题的关键。歌德说过一句富有哲理的话,没有人事先了解自己到底有多大的力量,直到他试过以后才知道。这句话看似简单,但其中的阴郁不禁让人深思。总结的来说,带着这些问题,我们来审视一下原创声明凑字数。
2023年5月26日
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火山喷发对大气影响真的很大吗?

曲维政,朱小洁,赵进平,杜凌,邓声贵,黄菲.火山活动对于北大西洋涛动的激发作用[J].海洋学报(中文版),2010,32(02):54-65.6.Robock
2023年5月21日
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什么?地底下300m还有个陨石坑?

structure.Sci.Adv.8,eabn3096(2022).DOI:10.1126/sciadv.abn3096
2023年5月13日
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两张照片是如何让金星的火山现形的

2023)其实,科研工作有时不仅仅只看推公式、做实验的能力,还需要你有一颗好奇的心以及一双火眼金睛,毕竟还可以图片进行“找不同”,一篇好故事这不就来了吗。参考文献Robert
2023年4月30日
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为什么最迷人的最危险?新疆极光有话说!

4月24日凌晨,新疆克拉玛依的天空出现了一道道绚丽的红色光带,仿佛有人用巨大的画笔在黑暗中挥洒。这一炫目的场景被摄影师记录下来并供大家欣赏,熟悉的人一眼就看出来,这就是极光。极光是怎么产生的呢?简单来说,就是太阳风中的带电粒子被地球磁场捕获,沿着磁力线加速运动,最终撞击大气分子,使其激发并发射出不同波长的光。太阳风是太阳表面不断喷发的高温等离子体流,它携带着太阳磁场,向四面八方扩散。当太阳风遇到地球磁场时,就会产生复杂的相互作用,形成一个巨大的磁层结构。在这个结构中,有一个部分叫做磁尾,它是地球磁场被太阳风拉长形成的一个尾巴。在磁尾中,太阳风和电离层的粒子堆积,在磁重联中被释放,加速产生能量粒子,沿着磁力线沉降。这些粒子在地球两极附近与大气分子碰撞,产生不同颜色的光芒。例如,氧原子发出的是绿色或红色的光,氮原子发出的是蓝色或紫色的光。这就解释了为什么明明极光是太阳风吹来的,但是在黑夜的时候更强。小小的粒子也擅长搞偷袭!当然,这些带电粒子不仅仅是带来了极光,它们还与地球磁场相互作用,导致磁场的剧烈变化,这种现象叫做地磁暴。一般来讲,在地磁暴发生时,极光通常会更加活跃和明显。显然,作为一种出现在高纬度地区的自然发光现象,极光如果出现在中纬度地区,那就证明太阳活动出现了异常。本次新疆极光便与一次地磁暴爆发密切相关。根据国家空间天气监测预警中心显示,从4月24日凌晨2时到8时,发生了kp指数为8的特大地磁暴。事实上,由于中国纬度相对较低,而且地球磁极在北美一侧,即使是kp为8的地磁暴,也很难在中国地区引发极光现象。好巧不巧的是,引发这次地磁暴的日冕物质抛射,是正对着地球而来的。这可真的是有备而来。极光虽然美丽,但有句歌唱的很好:“最迷人的最危险”。极光爆发的原因是高能带电粒子,大量的高能例子进入地球会造成人造地球卫星通讯的失灵,地面通讯以及电力运输都会受到影响。其中地磁暴对空间卫星的影响最为严重。受这次地磁暴影响,刚刚发射的风云三号G星就被迫进行一些调整;2022年2月,“星链”也曾因为遭遇地磁暴损失了40颗卫星。对于大部分地面设施来说,一般的地磁暴爆发影响并不严重,但是如果遇到特别严重的地磁暴,仍然会对日常生活造成一些影响,比如1989年3月加拿大魁北克地区因为地磁暴电力中断长达9个小时。因此,极光不常光顾中国也是一件好事,当中国大部分地区能够看到极光的时候,这对整个地球来说并不是一件好事。比如1859年,河北地区都有了极光的记录:“赤气起于西北”,所谓赤气就和这次新疆极光颜色是一样的。这次极光影响的范围不仅仅是延伸到了中国河北,连北纬二十度的夏威夷王国也看到了极光,格林尼治天文台的地磁仪的指针甚至跳出了刻度范围,放到今天说就叫爆表。这一过程称之为“卡灵顿事件”。当年电子设备并不多,如果放在今天,这一规模的地磁暴对地球造成的影响是灾难性的。2012年7月,太阳再度抛射了与卡灵顿事件相当的日冕物质,幸好方向与地球位置有一些偏差,否则玛雅人的预言真的在某种意义上要实现了。画家弗雷德里克·埃德温·丘奇描绘卡灵顿事件的画作《北极光》虽然太阳活跃会对地球造成如此多的影响,但我们也不能期盼太阳活动变弱。事实上,太阳活动只要稍微减弱,对人类生活的影响要比太阳活动可能比活跃时候更大。比如著名的“蒙德极小期”,这一时期虽然仍有极光,但是太阳黑子几乎不可见。相对应的是,这一时期全世界冬季天气异常严寒。进一步的研究表明,太阳活动极小值期的温度距平在-0.5℃~-0.4℃。因此,每当太阳活动稍微减弱时,就有担心地球进入小冰期等言论出现。不过极小期是否真的与地球温度异常有关,目前仍然是个争议的话题。但是太阳周期性活动对地球能量收支、气候变化、季风与天气等方面的影响已经取得了丰硕的成果。我们还是期盼太阳就保持正常的活动,安安静静地照亮地球就好了。梅雨带与太阳黑子(SSN)之间的关系参考文献:丁一汇.太阳活动对地球气候和天气的影响[J].气象,2019,45(03):297-304.END石头DR.STONE工作室科普撰稿:行思美编:可然
2023年4月27日
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如何科学地成为“雨神”,萧敬腾看了都要直呼内行

在科氏力作用下地球大气三圈环流示意图,赤道辐合带为三圈环流中南北半球的哈德莱环流在低层的东南信风和东北信风辐合而成。其中Hadely
2023年4月3日
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沙尘怎么吹到合肥了?合肥也会下泥雨吗?

Mar23今年以来最大规模的沙尘天气降临合肥。沙尘怎么会吹到合肥来?它又会造成什么样的影响?3月20日开始,北方遭遇今年以来最大规模的沙尘天气。对于北方地区的同志们来说,这次的沙尘是不是“最大”,已经不是特别明显了,因为3月份北方已经经历了3次沙尘天气,京津冀地区也经历了2次。不过本次沙尘还是用一些特殊的场景展现出了自己“最大”的地位。北京又出现了火星同款的“蓝太阳”;长春更是雨水吸附了沙土灰尘,出现下泥雨的即视感,洗车店老板忙到晕厥。虽然这个三月大风沙尘天气多发,但是沙尘的成因却是基本不变的,即大风天气以及沙尘。冬春季节本来就是冷空气大风频发的季节,但是冬季地表冻结,甚至还有积雪,而春季气温回暖,日晒使得地表松动,当大风经过这些沙源地时,就会将沙尘卷到空气中。随着大风向东南刮去,沙尘天气便席卷而来。每当沙尘天气袭来的时候,总会有人质疑三北防护林的作用,但这是在是难为三北防护林了。沙尘天气的沙源地是蒙古郭和我国内蒙古西部以及甘肃等地,对于京津冀地区的沙尘天气而言,蒙古国是沙尘的主要来源地,这是三北防护林力所不及的地区。另外,沙尘的高度往往就几百米,而防护林几十米的高度显然只能防护到一部分。虽然防护能力有限,但是防护林的防沙固沙作用依旧很明显。中科院大气物理所的研究显示,近20年来东亚沙尘暴活动呈减弱趋势。从变化原因来看,沙尘源区上地表风速减弱、植被覆盖增加、土壤变湿均起到重要作用,分别贡献46%、30%、24%。图
2023年3月23日
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【硬核狠台】纪录粉碎机——回顾气旋“弗雷迪”的一生

https://www.reuters.com/world/africa/why-is-cyclone-freddy-record-breaking-storm-2023-03-14/5.
2023年3月21日
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创造历史!“九转台风”打破热带气旋寿命纪录!

今年最引人注目的热带气旋“弗雷迪”(Freddy)目前仍然在非洲东南部的莫桑比克海峡游荡。一个多月前的2月6日,当澳大利亚气象局BoM在其责任区对这个风暴进行命名的时候,没有人能想到它会打破如此多的纪录……早期的“弗雷迪”左侧有另一个气旋“丁加尼”,澳大利亚以东还有气旋“加布里埃尔”(图源:NOAA官方推特)“弗雷迪”是一个南印度洋气旋,本质上与台风一样,只不过因为在南半球,旋转方向与台风正好相反,为顺时针旋转。它在2月4日生成,于2月6日正式获得澳大利亚气象局命名,先向西南移动,受另一个气旋“丁加尼”影响略有转折,此后一路西行,三次加强为极强热带气旋(风力17级,相当于我国超强台风级)后又减弱,先后登陆马达加斯加、莫桑比克,于2月24日减弱为残余低压。令人意外的是,这个阴魂不散的残余低压在莫桑比克境内盘旋了将近一周之后又退回了莫桑比克海峡,成功“续命”并逐渐加强,3月4日再度达到热带风暴级别,并在莫桑比克海峡继续盘旋,6日再度逼近马达加斯加后又转向西北方向,朝莫桑比克北部行进。出生于印度尼西亚南方海域,一路曲折的“弗雷迪”,图中轨迹点颜色表示强度,粉色、红色最强,蓝色、紫色最弱(来源:Zoom
2023年3月11日
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如果大气层厚度改变,天空还是蓝色的吗?

太阳光入射大气层示意图清晨或傍晚时,太阳光斜射大气层,光路走过的路程较中午更长,在大气层上部蓝光几乎被散射殆尽,随着光线继续向地面传播,大气就主要散射红光,因此朝霞和晚霞是红色的(图四)。图四
2023年3月9日
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嘘,我在高原挖“海鲜”!

科幻与现实的交织土耳其地震前三天已被预言?天体预测地震靠谱吗?一台行星发动机能造成几级地震?石头DR.STONE工作室科普撰稿:知行美编:刘俞伶DR.STONE
2023年3月3日
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色相如天——青金石

科幻与现实的交织土耳其地震前三天已被预言?天体预测地震靠谱吗?一台行星发动机能造成几级地震?火山挚恋——殉情不是古老的传言石头DR.STONE工作室科普撰稿:扁舟美编:刘俞伶DR.STONE
2023年2月25日
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流浪地球II: 月球上的坎帕努斯, 科幻与现实的交织

Plateau是月球表面最亮且最活跃的区域之一,具有很高的科学价值。该高原具有鲜明的地貌特征,如断层、山脉、沟壑和峡谷。它是由火山活动、冲击撞击和冰川河流等地质过程形成的。Aristarchus
2023年2月21日
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土耳其地震前三天已被预言?天体预测地震靠谱吗?

一台行星发动机能造成几级地震?火山挚恋——殉情不是古老的传言什么?火山底下的岩浆网是这样的?月壤年龄变成了月球年龄?科学家懵了石头DR.STONE工作室科普撰稿:丁西西美编:可然
2023年2月18日
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一台行星发动机能造成几级地震?

✦行星发动机✦最近春节档,一部电影续集闯入大家的眼帘——不是《阿凡达2》,而是《流浪地球2》。笔者走出电影院后,大拇指都竖抽筋了——中国科幻电影真的站起来了!在这部优秀的电影中,一个细节令出身地球科学领域的笔者尤其感兴趣,那就是行星发动机。“笨笨和门”(来源:豆瓣电影)✦✦✦能造成几级地震✦行星发动机在电影中的设定就是基中之基,基础中的基础,没有行星发动机,流浪怕不是流浪不起来。行星发动机占地直径大约50km,高达10km,作为参考现今最高的山是珠穆朗玛峰,海拔高约8848.86m,因此行星发动机就成了地球最高峰了!按照书中和电影中的设定,行星发动机靠重核聚变提供能量,提供的持续推力为150亿吨,后续我们将按照这个推力进行分析。这个数据很多人已经分析过了,对于书中和电影的剧情肯定是非常合适的,大刘自己肯定也计算过,咱们自己就不纠结这个推力合不合适的问题了。在电影中,太空电梯和行星一号发动机都建立在了加蓬的首都利伯维尔。我们首先看下地理位置,加蓬是一个中非国家,位于中非西海岸,其首都利伯维尔中心经纬度是北纬0°23′33″,
2023年2月9日
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火山挚恋——殉情不是古老的传言

什么?火山底下的岩浆网是这样的?月壤年龄变成了月球年龄?科学家懵了落“叶”,不只是归根生灵有倒悬之急?地磁反转的真相石头DR.STONE工作室科普撰稿:邵静莹美编:刘俞伶DR.STONE
2023年2月2日
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什么?火山底下的岩浆网是这样的?

月壤年龄变成了月球年龄?科学家懵了落“叶”,不只是归根生灵有倒悬之急?地磁反转的真相听说地震也有“密集恐惧症”?石头DR.STONE工作室科普撰稿:行雨美编:可然
2023年1月24日
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月壤年龄变成了月球年龄?科学家懵了

落“叶”,不只是归根生灵有倒悬之急?地磁反转的真相听说地震也有“密集恐惧症”?神奇分子在哪里之——长链烯酮石头DR.STONE工作室科普撰稿:天音美编:怪伽cc
2023年1月19日
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落“叶”,不只是归根

生灵有倒悬之急?地磁反转的真相听说地震也有“密集恐惧症”?神奇分子在哪里之——长链烯酮你吃着火锅唱着歌,突然有人给你讲起了火锅与地球科学石头DR.STONE工作室科普撰稿:知行美编:怪伽cc
2023年1月16日
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生灵有倒悬之急?地磁反转的真相

听说地震也有“密集恐惧症”?神奇分子在哪里之——长链烯酮你吃着火锅唱着歌,突然有人给你讲起了火锅与地球科学“吃”铜的草你见过吗?石头DR.STONE工作室科普撰稿:邵静莹美编:刘俞伶DR.STONE
2022年12月31日