闪电:对人类的天罚,对植物的天恩

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当天空布满浓厚的乌云时,总会有一种莫名的恐惧感。如果再加上闪电和雷声,恐惧感肯定会加倍。在影视作品中,为了营造恐怖和可怕的氛围,雷声和闪电几乎是必不可少的元素。此外,人们常常会对犯下大罪或对社会造成巨大危害的人说:“那个该遭雷劈的家伙!”

这时,雷电意味着从天而降的”天罚”。像这样,雷电、闪电、雷声是我们常见的自然现象,但却一直被视为令人生畏的存在。

闪电是由云层中产生的电荷通过空气流动的现象,通常在下雨时可以在上下延展的积雨云中看到。当空气因多种因素急剧上升时,温度会下降。那么空气中的水蒸气会变冷并凝结成水滴,这些水滴聚集在一起逐渐形成云。这种快速形成的云便是垂直发展的积云。

由于积云非常厚,因此上下温差很大。温度较高的下方形成水滴,而向温度较低的上方逐渐形成冰晶。云中的水滴和冰晶快速运动,并相互摩擦,交换电子,形成带有非常大电荷的电偶。通常空气不导电,但当电压超过300万伏时,电流也能通过空气流动。

积累电荷的云层与云层之间、云层与地面之间会产生大约1到10亿伏特的电压,瞬间会有电流流动。这时出现的闪光就是闪电。

在云层和地面之间发生的闪电

一般来说,雷电和闪电的意思有点不同。雷电是闪电袭击地表物体的现象。比起只包括云和地面之间发生的放电现象的雷电,闪电可以说是更全面的概念。

雷声是闪电打击时电流通过空气产生的爆裂声。当电流通过空气时,空气会瞬间变得极为炙热并膨胀。这种空气的膨胀引起空气的震动,从而发出雷声。气球爆炸时发出的“砰”声也是类似雷声的空气碰撞音。

但是每次闪电之后都会听到雷声。雷声是由闪电引起的空气碰撞声,因此实际上闪电和雷声是同时开始的。然而,与光速每秒30万公里相比,声速每秒只有340米,因此声音非常慢。由于光和声音的速度不同,所以我们先看到光——闪电,然后才能听到雷声。

利用闪电和雷声的时间差,也可以测量闪电和雷声发生地点与观察地点之间的距离。如果在闪电打击3秒后听到雷声,那么可以估算发生地点距离观察地点大约1公里的距离。在这种情况下,最好尽快躲进建筑物里。因为闪电发生在相对较近的地方,如果仍然暴露在外面,可能会被雷击到。

如果一个人被雷击中,身体内会瞬间流过数万安培的电流。如果电流穿过心脏,可能会导致当场死亡。即使电流没有穿过心脏,电流流过的部分仍然会受到严重的伤害,如烧伤和休克等致命伤害。

像这样,对于人类来说,闪电是极其可怕和危险的,但对于植物来说却是不可或缺的宝贵存在。因为闪电能够分解空气中的氮并将其供应给植物。

生命体没有氮就无法存在。所有生命体都是由蛋白质、脂质、碳水化合物、核酸等有机化合物组成的。在这些物质中,对生命体生长最为必需的物质就是蛋白质。为了通过细胞分裂制造新的细胞,细胞的主要成分——蛋白质是必不可少的,因此生命体必须不断摄取或合成蛋白质。而制造蛋白质所需的元素正是氮。

动物通过吃其他生命体来摄取氮,但植物无法如此。从古至今,耕作时为了促进农作物生长,给植物提供氮源非常重要。因此,人们曾利用人粪或尿液制作肥料来提供氮源。因为人粪和尿液中含有氮的氨和硝酸盐。20世纪初,随着氮肥的出现,农作物在短时间内得以迅速生长,获得了丰收,从而农业得到了飞速发展。

非农作物的植物又如何呢?植物可以从分解的动植物遗体中吸收氮,但数量是有限的。植物最容易接触到氮的地方就是空气。空气中,氮气占78%,氧气占21%,其余的1%由氩气、二氧化碳等气体组成。然而,空气中的氮气植物无法直接吸收,因为空气中的氮分子是一种非常稳定的气体,植物无法自行吸收。

一些植物为了获得氮,依靠氮固定细菌的帮助。豆科植物根部共生的“根瘤菌”就是一个典型的例子。根瘤菌从豆科植物那里获取碳和其他生长物质,作为交换,它们固定空气中的氮气,形成氮化合物并将其供应给植物的根部。由于这种细菌,豆科植物能够合成高质量的蛋白质。

然而,对于大多数其他植物来说,闪电是氮的额外来源。闪电将空气中的氮转化为植物可以吸收的形式。当闪电的高能量作用于空气中的氮分子时,氮分子会分解并与氧气结合。这样就形成了硝酸盐,以这种形式进入土壤,被植物吸收。

祖先的智慧中有一句谚语:“雷电多的年份是丰收年”。对人类来说,闪电是可怕的,但对植物来说,却是不可或缺的值得感谢的存在。万物都有其存在的理由。

“他将亮光普照在自己的四围,他又遮覆海底。他用这些审判众民,且赐丰富的粮食。” 伯36章30-31节