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2019/07/30 第123期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團
 
編輯的話 科學精神就在日常
本期主打 勇闖南極,科學大冒險
好文推薦 破解肥皂泡的冰凍魔法
危險!危險!蟲蟲入侵中
活動專區 全班來投稿!#熱情徵稿中∼∼∼
改版《科學閱讀素養特輯》含解答,現在一起訂閱享折扣優惠!
   
科學精神就在日常
陳雅茜
夏日炎炎,除了吃冰,還是想吃冰,不如趁著暑熱,帶著孩子一起探究冰涼的南極世界。

南極是一個極為特殊的地方。全世界90%以上的冰都凍結在南極,這裡除了「很涼快」,還風如刀般利、夜長日也長,一般人無法輕易前往,也因此造就了它獨特的環境與生態。這裡氣溫特別低,天空特別清朗,冰層特別潔淨,還有獨特的動植物,並且保存了地球古老的歷史──你可知道,這裡曾有恐龍和翁鬱的森林存在!

這塊奇特的大陸,直到百年前才真正被歐洲探險家征服,故事如史詩一般動人,其中有挫折、有競爭、有放棄、有犧牲,最後成就的是科學研究的精神。

另外,最近常上新聞的秋行軍蟲,想必也引起孩子許多好奇。從名字裡為什麼有個「秋」字,到牠從哪裡來、該拿牠怎麼辦……〈危險!危險!蟲蟲入侵中〉都有介紹。

這個暑假,就從日常的科學閱讀中來理解這個世界吧!

投稿囉!《科學少年》邀請老師同學一起在課堂上閱讀《科學少年》,不但可以獲得有趣的科學知識,還能一起參加投稿活動拿贈品!這麼好康的活動就等你來參與!詳見下方「活動專區」。

 
勇闖南極,科學大冒險
撰文/吳欣庭 企編/姚懿芯、陳雅
你腦海中的南極是什麼樣子呢?很冷、會下雪、有企鵝?南極是南緯60度以南的區域,包括南極海、南極大陸與周圍的群島。由於緯度很高,氣候寒冷,年均溫大約是攝氏零下25度,所以陸地幾乎被冰雪覆蓋,海面上也充滿浮冰。正因如此,這裡雖有許多野生動物生存,長久以來卻沒有人類居住,直到兩百年前才終於被發現。

這塊「世界最後的淨土」不屬於任何一個國家,幾乎不受人為開發、汙染和破壞的影響,保有許多珍貴的自然資源,加上特殊的氣候與環境,吸引世界各地的學者千里迢迢來到這裡進行科學研究,他們是南極科學家。南極是怎麼演變成科學的陸地?科學家又在這裡進行什麼樣的研究呢?在《科學少年》裡,都能找到答案。

從探險到科學研究

南極大陸原本無人居住,人們究竟是怎麼找到這裡的?

從15世紀開始,歐洲列強如葡萄牙和英國等國,為了尋找新貿易路線與殖民地,紛紛出海探險。隨著航海和造船技術的進步,歐洲人的船愈開愈遠,陸續發現美洲、非洲和印度等地。當時人們認為,南半球應該還有一塊巨大的南方大陸,卻沒人親眼見過。直到1820年前後,由俄羅斯探險家別林斯高晉領軍,駕駛外覆銅皮的巨大船隻前往,才穿越南極圈內重重冰山與浮冰,看見真正的南方大陸。

不止息的南極夢

之後愈來愈多人前進南極,進行探險、科學調查,或探勘海豹與鯨魚的獵捕海域,甚至想登上南極大陸。但南極環境險惡,想登陸並不容易。要知道過去的航海技術和今天不能相比,沒有GPS定位和無線電通訊,只能仰賴羅盤和不完美的地圖;當時醫療知識也不足,許多探險隊飽受壞血病之苦,也有船隻不敵浮冰,卡在其中動彈不得。但人們對未知的探索,始終不曾放棄。

1872年,第一艘南極科學研究船從英國啟航,沿著南美洲南下抵達南極冰棚附近,採集許多岩塊和動植物標本,還在沿途島嶼設立氣象和天文觀測站,進行南極的地質、地磁、氣象和天文等研究,大大推進南極的科學研究進展。

第一個登陸南極的人則是挪威的探險家布爾,他在1893年率隊出發,幾經波折後終於在1895年踏上南極陸地。夢想成為南極第一的探險家愈來愈多。挪威的博克格雷溫克從小立志成為第一個在南極過冬的人,他不只辦到了,還在南極建立第一個基地。英國的史考特則期許自己比其他任何人更早抵達地球最南端—南極點。為了達成這個目標,他總共挑戰了兩次。

為科學前進

1902年,史考特第一次率隊抵達南極,建立了基地,並且設置補給點。但在正式前往南極點時,因為技術不佳、路徑不熟、補給點也不夠,最後鎩羽而歸;總共走了93天就狼狽折返。但史考特並不死心。1910年,他再次挑戰南極點,並且載了許多儀器準備進行科學考察。但在萬事俱備之際,卻傳來另一位挪威探險家─阿蒙森,也決定挑戰南極點的消息。到底應該以科學調查為先,還是直接挺進南極點呢?史考特陷入兩難的抉擇,最後他選擇先進行科學調查。

他將隊員分組,一組在船上進行南極海的研究,一組沿著南極海岸調查冰棚、冰河和露出的岩石,還有一組研究皇帝企鵝的棲地並採集企鵝蛋。他們在狂風暴雪中完成一系列考察後,才在1911年11月出發前往南極點,但已落後阿蒙森12天了。

南極點位於極地高原,必須翻越山脈才能抵達,但史考特的馬卻因水土不服變得虛弱,拖累進度。隔年1月,史考特讓多數隊員和動物折返,含他只留下五名隊員,以人力拖雪橇繼續挺進南極點。結果很遺憾,當他們抵達時,南極點上已插著挪威國旗,原來阿蒙森早在一個月前就抵達了。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年8月 ]

 
破解肥皂泡的冰凍魔法
科學少年編輯部
肥皂泡泡在低溫時,會以一種奇特且美麗的方式凍結,彷彿一顆雪景球!

你看過結冰的肥皂泡嗎?YouTube上盛傳著一段影片,在冰天雪地的戶外吹出一個肥皂泡泡,泡泡表面開始結出許多雪花狀的冰晶,並漂散開來,像是被搖晃過的雪花水晶球,接著冰晶逐漸凝結擴大,直到整個泡泡都被凍結,過程美麗又奇幻,相當令人驚豔,這稱為「雪景球效應」。

其實這個冰凍泡泡的現象,早在1949年就已有一位名叫雪佛(Vincent Schaefer)的化學兼氣象學家觀察到了,但直到70年後的今日,才終於有一群物理學家破解了雪景球效應的祕密。

一般水滴結凍時,會從最低溫的地方開始冷凍,形成的冰再繼續凍結附近的水分子,但肥皂泡泡卻不是這樣。這群物理學家在攝氏零下20度的冷凍庫裡,利用高速攝影機拍攝固體表面上的肥皂泡泡如何結凍,試圖重現雪景球效應的過程。

物理學家解釋,肥皂泡泡中的冰晶流動跟「馬倫哥尼效應」有關。這個效應是指液體會從低表面張力處流往高表面張力處,或從高溫區流往低溫區。當許多小冰晶從低溫的泡泡底部生成時,水結冰會釋放出熱量,而使附近的水分子變溫暖,此時發生馬倫哥尼效應,形成一股暖流將冰晶往上帶,使數百個小冰晶以非常戲劇化的方式在泡泡的表面流動、旋轉,接著每個冰晶體積逐漸增大,直到冰晶彼此接觸,整個肥皂泡泡完全凍結為止。

這麼美麗的情景,我們可以在家中自己製作觀察嗎?答案是不行。因為家中環境溫度不夠低,即使將泡泡吹在大冰塊上,泡泡只會像一般水滴一樣,由下往上結凍,而上半部的泡泡則會塌陷,無法形成美麗的雪景球效應。

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年8月 ]

危險!危險!蟲蟲入侵中
撰文/陳雅茜 企編/許雅筑
過去一段時間的新聞裡,時不時就會出現某個醜醜的「狠」角色,長得實在不討喜,一身墨綠灰褐,有明顯的黑斑和稀疏的毛,會鑽、會吃,長大以後又能到處飛,所有農民都聞之色變,政府卻還發獎金要人睜大眼睛仔細找。猜猜那是誰?

沒錯!就是秋行軍蟲。

從6 月8 日遊客在苗栗飛牛牧場發現第一隻秋行軍蟲以來,

新聞裡幾乎天天可見到牠的?跡,名嘴們也忙著爭執牠們從哪裡來。但說到底,秋行軍蟲究竟是什麼樣的生物?竟能讓全臺灣進入戒備狀態。牠和秋天有關嗎?又為什麼說牠「行軍」呢?

牠到底是誰?

秋行軍蟲其實是一種夜蛾的別名,正式名稱叫「草地貪夜蛾」或「草地夜蛾」(Spodoptera frugiperda)。夜蛾是一群種類龐大的昆蟲家族,其中有一類名叫夜盜蛾,牠們的幼蟲大多特別愛吃農作物,又如軍隊般成群出沒,所經之處常被啃得殘破不堪,因此有「行軍蟲」的俗稱,而秋行軍蟲正是其中貪吃的一員。牠們原產於美洲熱帶和亞熱帶,每到夏末秋季就達到破壞的高峰,所以得到「秋」行軍蟲的稱號。

秋行軍蟲的破壞力來自牠很會吃、很會生、很會躲,又很會飛!牠偏好玉米,但也喜歡其他作物,包括稻米、甘蔗、高粱、棉花……及各類蔬果,甚至一夜之間,就能啃壞一整片田;目前紀錄中受危害的植物超過350 種。牠的繁殖力和數量也非常可觀,而且愈熱愈有活力,夏天高溫季節大約30 天就能從卵化為成蟲,天冷時也只需要二至三個月,而每隻雌蛾一生可產下的卵超過1000 顆!幼蟲會躲在植物的莖桿,夜間才活動,等成熟後鑽進土裡化蛹,所以人們不容易發現和撲殺。另外根據紀錄,成蟲一天可飛行超過100 公里,擴散力量強大。.......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年8月 ]

 
全班來投稿!#熱情徵稿中∼∼∼
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