大约1.7万年前,在今天的阿拉斯加地区,一头雄性的真猛犸象(猛犸象的一种,拉丁名为Mammuthus primigenius)游荡在北极。它曾经随着象群一同迁徙,也曾离开家族独自去更远的地方闯荡。最终,它停在了阿拉斯加州布鲁克斯岭的北边,永远留在了28岁。
这并不是什么动画的情节,而是一头猛犸象真实的故事。你可能会怀疑,在近2万年后,我们要怎么知道它的生活轨迹呢?其实,这头猛犸象一生的经历,都"写成日记"放在了它的象牙里,而一群科学家找到了它,并且"破解"了这份"日记"的内容。
在长牙里写"日记"
怎样知道一棵树的年龄?是的,靠年轮。对许多树来说,每过一年,树干上就会长出一圈年轮,这是陪伴树木一生的记录。而猛犸象也有类似的"年轮",就长在它们的象牙里。
每一年,象牙都会长出新的一层,这就代表猛犸象长了一岁。如果我们剖开一枚猛犸象牙,就会发现这些生长层像"妙脆角"一样一层一层地摞在一起,最尖端的一层代表猛犸刚出生的一年,最靠近头部的一端代表象牙停止生长——也就是猛犸象死去的那一年。如果想要知道这头猛犸象有几岁,只要数一数他的牙上摞了多少个"妙脆角"就可以了。
猛犸象牙的横截面,深蓝色标出的就是生长线,最中间是研究者取得测试样品的痕迹(图片来源:J。 R。 Ancheta, University of Alaska Fairbanks)比如,在今年8月发表在《科学》杂志的一项研究里,科学家所研究的这枚象牙从最尖端到最底部一共有28层。也就是说,这头猛犸象已经有28岁了。不过,象牙能告诉我们的不止年龄:象牙每一层的"妙脆角"都像是一篇"日记",记录了猛犸象当年的生活轨迹。只是书写这本"日记"用的墨水很特别,我们无法直接阅读——这就是同位素。
同位素:元素的不同"味道"
你或许已经知道,同一种元素其实可能对应着好几种原子。这是因为原子核由质子和中子组成,只要质子数一样,即使中子数不同,这些原子也会被叫做同一种元素。这有点像是小熊软糖,虽然长相一样,但可能有草莓味、橘子味、苹果味等不同的味道。
为了加以区别,我们会把同一种元素里的不同原子称为"同位素"。通常,会用元素加上相对原子质量来表示。比如氧的同位素就有氧-16、氧-17、氧-18等等许多种(不过氧-17和氧-18非常稀少)。
就像同一种小熊软糖会有不同的口味一样,同一种元素也会有很多种同位素。(图片来源:pixabay)猛犸象用来在象牙上"写日记"的也是同位素,但并不是氧,而是一种名为"锶"的元素,更准确地说,是锶-87和锶-86这两种锶同位素。
让我们先想象一个场景:附近有两家超市,都卖同样包装的混合口味软糖,但一家的软糖草莓味比较多,另一家橘子味比较多。那么如果你拿到一包软糖,只要算一算里面草莓.............
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