揭秘美國黃石國家公園裡的泉水為啥是五顏六色的(組圖)

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黃石國家公園的標誌就是一張從中間向外輻射出五顏六色泉水的照片,泉水的邊緣呈現的是熱情的橘色。雖然這樣的圖片像來自於書本,但它的顏色卻十分真實生動。
藏在公園裡的溫泉,溫度高到足以讓你的皮膚像碰到汽車電池中的酸液一樣瞬間起泡,裡面還生活著大量的嗜熱微生物。國家公園服務處的工作人員稱,你​​能看到不同的顏色色帶主要是因為裡面生活著不同的微生物,每種微生物都適應了各自的生活環境,如溫度、PH。
大棱鏡溫泉是公園裡最大的溫泉,彩虹色的泉水成為它的標誌。其不同顏色的產生可以解釋成溫度和光線對微生物的影響。

深藍色

讓我們從溫泉的中心開始,是一個美麗的藍寶石。史密森學會報導稱,溫泉中心的下面就是地下水的出口,這裡是溫度最高的地方,足足有189華氏度。對大多數微生物來說,這種水溫太高了不適合它們生長。
因此大多是清水。溫泉中心水是藍色的原因和天空是藍色的原因一樣:當陽光照射在水面上,發生散射,而藍色光的頻率較高更容易被吸收。
溫泉的水的溫度由中間向四周漸漸變低,這樣就有越來越多的細菌可以生存下來。

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黃色

從藍色中心向外移動第一圈是黃色帶,這是由於里面生活著一種叫做聚球藻的藍藻。這個黃色帶的溫度大約為華氏165度(74攝氏度)。國家公園服務處稱,在其他情況下,由於葉綠素的存在,這些藻類可能會產生藍綠色的色調,葉綠素讓它們能夠進行光合作用,或者產生碳水化合物。
史密森雜誌稱,但春天的陽光如此強烈,細菌會​​產生另一種叫做類胡蘿蔔素的色素,作為自己的防曬霜。類胡蘿蔔素也存在在胡蘿蔔中,是一種橙色的色素,因此讓這些綠色的色聚球藻變得有一點點黃。

橙色

橙色色帶的溫度為華氏149度(攝氏65度),你會發現這裡不僅有聚球藻還有綠彎菌,這種細菌也有葉綠素可以進行光合作用,也有胡蘿蔔素。另外還有兩種細菌為橙色的產生做出了貢獻,席藻和顫藻,在黃石公園中的猛獁溫泉都有被發現。

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紅棕色

史密森學會的Natasha Geiling報導到,當你遠離溫泉中心時,水溫漸漸變低,多種多樣的微生物有了存活的可能。溫泉的最外層的溫度為華氏131度(攝氏55度),是紅棕色的。
另一種擁有類胡蘿蔔素的微生物也在這裡發揮作用:異常球菌-棲熱菌。美國地球物理聯盟的一篇博客中寫到“棲熱菌創造了紅棕色色帶”。例如黃石公園種的下間歇泉盆地就是因為這種細菌而呈現出紅棕色。

人為改變溫泉顏色

研究人員除了向人們展示那些適應環境特點的微生物將泉水變得五顏六色以外,他們還做了進一步的工作。 2015年他們在Applied Optics上發表的一篇論文中,闡述了他們建立了一個數學模型解釋泉水中的各種顏色。來自美國蒙大拿州立大學和德國勃蘭登堡應用科學大學的研究人員發現,在深水區域,水域顏色的形成主要是由於色光與水的相互作用(散射、吸收),而在淺水區域,則主要是由於微生物墊的反射,而微生物的組成主要取決於溫度。
他們還提到人類或許會影響黃石泉水的顏色。過去,牽牛花泉的溫度更高,泉水呈現深藍色。光學協會在一份聲明中說到,當垃圾在泉水底部累積,有些阻塞​​出水口使的泉水的溫度降低,這促使某些微生物的生長形成橙黃色的微生物墊,讓泉水擁有了迷幻外表。
所以不要把黃石公園裡五顏六色的泉水噹做自然形成的,他們依靠微生物形成。正如光學協會的研究的那樣,微生物的組成也取決於我們。