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衛星地圖都可見的“白蟻文明”,2億座蟻丘面積與英國相當,歷史比商朝更久遠

2019-11-24  木頭1018

    pk10官网开奖结果查询 www.oivyya.tw 在人類社會中總是存在著許多“不懷好意”的害蟲,其中白蟻算一種。它們聰明地啃食人們的木質家具,卻幾乎從不把表面蛀透。中空的木質家具變得脆弱不堪,直到最終發現白蟻侵蝕的痕跡已經為時已晚。

    人類警惕白蟻引發惡果,使自身的切身利益蒙受損失,于是對白蟻怒不可遏并且趕盡殺絕。但就是這樣一種“害蟲”,卻是動物界天生的超級建筑師。最讓人驚奇的是,在巴西東北部,現在就有一塊面積和英國相當大的白蟻王國。

    在大約4000年前,當古埃及人正在建造金字塔時,巴西的白蟻們就以不斷建造白蟻丘的形式開拓這一片領土。直到如今,它們已經建造了兩億座白蟻丘。

    白蟻一代接一代打造出從太空上都能看見的白蟻王國,這是就連人類也難以企及的,持續幾千年的浩瀚工程。

    衛星地圖上成片白蟻丘,坐標:-13.350943, -40.638336

    01

    這個驚人的白蟻王國坐落在巴西東北部的卡廷加群落,這里曾經是一片灌木叢,而一個個白蟻丘就隱藏在灌木叢下。直到近年,這片灌木叢被清除改建為牧場,人們才揭開白蟻4000年來的偉大建筑工程。

    清除灌木叢后,人們逐漸發現了許多高聳的土丘。這些土丘通常有8~10米高,底座寬約15米,大致呈現圓錐形。仔細觀察還會發現,土丘圓錐面上密密麻麻地分布著許多小孔。

    而且,人們驚訝地發現,這樣的土丘并不在少數,大約20萬平方公里的土地上有兩億座土丘綿延不絕!這幾乎相當于整個英國的國土面積*大小了。

    *注:英國國土面積約24.4萬平方公里。

    比部分樹還高的白蟻丘

    而這一堆堆奇特的土丘建筑分布也相當講究,土丘之間呈現出非常整齊的六邊形結構間隔,就像是間隔分布合理的人類居民樓。以至于昆蟲學家和當地人原本不敢相信,白蟻竟能建造出如此宏偉的兩億座白蟻丘,于是他們原以為這是湖泊的沉積物,或者是某種地質景觀。

    但他們隨后發現,成群的白蟻陸續出入在土丘上的小孔中,這才確定土丘的主人就是白蟻,這是它們群策群力一手打造的白蟻王國??蒲Ъ宜婊槿∑渲?1個白蟻丘進行放射性測年發現,其中最年輕的白蟻丘距今也有690年,而最古老的已有3820年。

    也就是說,在古埃及人開始建造金字塔時,遠在巴西的動物建筑師——白蟻,幾乎在同期開展了這場工程。而且在至少長達3000年里,這片區域的白蟻把這項工程傳承延續下去,它們建設起連人類也望洋興嘆的偉大建筑群。

    在白蟻丘洞口的白蟻

    在人類社會,尚且沒有出現延續3000多年的建筑工程,光是這一點,人類就不得不對家居害蟲白蟻改觀。而最令人類驚訝的,還是一項人類都無法實現的建造技術:在最高溫達到40°C以上的土地上,奇特的白蟻丘卻像裝了一個自然通風的天然空調,室內只有27°C。

    打造天然空調的秘訣,就在于設計巧妙的內部結構。白蟻雖然建造出拔地而起的高聳土丘,但它們并不常居住在高出地面的部分,而是生活在地下的巢穴中。

    那么它們為什么要花費幾年時間和蟻力,追求高度上的建造?這外表遍布小孔的地上土丘結構,除了作為白蟻出入的隧道之外,還是天然空調的通風管道。

    高溫空氣從四通八達的小孔吹入土丘,就是經由這奇特的結構,才得以降溫流通,營造冬暖夏涼、自動換氣的室內效果。

    就連人類也沒能打造出具有天然空調作用的建筑,難道白蟻的建筑文明,還在人類之上?

    內部結構復雜的白蟻丘,從上往下的標注分別為煙囪、菌圃和巢穴

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    當高溫熱空氣以迅猛之勢從小孔吹入土丘,卻一頭扎進了管道內置的物理陷阱中。原來這并不是一路暢通無阻的筆直管道,反而建造成具有許多轉角的極其彎曲管道。

    這恰好大大挫傷了熱空氣的勢力,闖入土丘的空氣在每一次彎道“撞車”后都減慢速度。于是彎曲的管道使來勢洶洶的空氣流速變慢,同時高聳的土丘也阻擋了太陽直射,造成最直接的結果就是空氣溫度下降。

    所以當室外溫度高達40°C時,白蟻蟻后的寢宮內可能只有舒適的27°C。

    白蟻丘其中一個小洞口

    除了降溫之外,四散涌入的新鮮空氣流通整個白蟻丘,原本的污濁空氣被取代,再從頂部開口的煙囪排出,實現自動換氣的效果。

    科學家實時監測白蟻丘的溫度、氣流和二氧化碳含量發現,在一天時間內,三者有著明顯的周期性波動現象。這說明,晝夜溫度的更替也可以驅動白蟻丘內部的氣體循環。

    而在熱空氣降溫的同時,氣體中的水分順勢滲透到土壤中,給白蟻帶來充沛的水分。于是,生態學家在沙漠里發現了白蟻丘的驚人效用。

    它們內部儲存著大量的營養物質和水分,竟有助于減緩沙漠化和土壤干旱的現象。在白蟻丘附近生存的植物,因此擁有了潮濕的避難所。

    白蟻亟需維持住所恒定的溫度,動力來源不僅是自身生活的需要,更是源自其食物生長的需求??蒲Ъ曳⑾?,在每個白蟻丘中同時存在著一種特有的真菌,而白蟻和真菌之間是一種互惠互利的共生關系。

    這種真菌是白蟻的食物,它還是為建造白蟻丘提供了重要的建筑材料。被食用后的真菌進入白蟻體內繼續生存,幫助白蟻將木漿分解成纖維,并與唾液、泥土和糞便混合,形成修建白蟻丘的堅固材料。

    被消化分解的木漿重新成為建筑材料,這不禁讓人懷疑,在人類社會啃食木質家具的白蟻,難道是在為自己的建筑搬運材料?

    建筑材料的問題解決了,接下來就是發動白蟻群落進行集體施工了。依靠強大的自我組織能力,白蟻會抓住一個土壤顆粒,將其與水和唾液混合,并固定在適當的位置。

    然后,下一個白蟻將重復的工作成果與前一個白蟻相鄰。這種建造過程會一直持續到最終建造起一堵墻為止,而一個完整的白蟻丘,大約需要幾年的時間才能建造完成。

    科學家還發現,白蟻對于水分似乎有著遺傳上根深蒂固的敏感性。例如,白蟻會把土壤顆粒放在一個含水量非常特定的土壤旁邊,于是建造工序得以有序進行。

    但是,分布如此有規律兩億座宏偉丘陵又是怎么規劃形成的?白蟻之間是如何釋放信息素,來幫助它們有序組織建造?人類對于其中的許多細節仍然不甚了解。

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    白蟻丘的建造讓人類見識到了其從未達到的建筑效能,它們創造了一種不需要白蟻自身輸出能量的發動機。而相比人類建筑中的辦公大樓、商場、住宅等大型內部環境,根本無法依靠自然供能實現溫控和風控,還需要使用動力風扇等通風系統,來維護內部環境。

    白蟻是具有何等的智慧才創造出如此龐大而智能的白蟻丘,以至于人類驚嘆于白蟻丘內部設計,并打算在人類建筑中借鑒思路使用。如果我們的建筑物也能無需額外供能,實現天然空調的效果,每個月節約高昂的空調電費就是最直觀的好處。最重要的是,這能極大程度地緩目前的能源問題。

    1992年,津巴布韋首都哈拉雷開始設計建造一套商業辦公綜合體建筑,東門中心。這套建筑的獨特之處,就在于它是以白蟻丘為仿生藍本的建筑。

    津巴布韋處于熱帶草原氣候地區,夏季溫度較高,而一天的晝夜溫差常常高達10°C。而為了降低成本,開發商決定不使用昂貴的進口空調設備。在嚴酷的自然環境和經濟技術條件下,建筑師從白蟻丘中找到設計靈感,建造出了人類建筑中的“白蟻丘”。

    內外結構粗糙的仿生建筑

    東門中心由兩棟平行板樓,以及之間的中庭連接而成。板樓中央仿照白蟻丘的煙囪設計,設有雙層的風井。內層用來排放熱空氣,外層用來輸送冷空氣。

    通風系統的進風口位于中庭下部,風機抽取涼爽的空氣后,將通過外層風井輸送到各層地板下的空腔,使每個房間感到涼快。同時,熱空氣則經過天花板的排風口被吸入內層風井,通過屋頂上的48根煙囪排到室外。

    但即便建筑師采用精心的設計,選用特殊的蓄熱材料和風能來維持溫度,室內的濕度并沒有太大波動。在熱能與風能的傳輸上,人類建筑依舊只能向白蟻丘靠攏,而無法戰勝它。

    除了東門中心之外,澳大利亞的綠色建筑示范項目——墨爾本新市政廳,同樣也采用了白蟻丘的生態設計策略。而類似的建筑理念逐漸下沉,連普通的建筑也受到普及,例如英國倫敦的一家設計事務所、馬耳他一家啤酒廠的設計……

    人類雖然沒有獨創出白蟻丘這樣的低能耗、高舒適型建筑,但人類從來都是自然界里的借鑒高手,白蟻丘的仿生建筑不斷在人類的手中誕生。

    人們歷來恐懼地球以外的外太空生物力量,會是碾壓人類文明的高度存在,在地球上則相對安心多了。但是正當人類自詡為食物鏈頂端的智慧物種時,卻發現,就連普通的白蟻都能打造某種程度上完爆人類的建筑。而未知的自然界中,是否還隱藏著不為人知的生物文明?

    Leah Burrows. Termites shape and are shaped by theirmounds. The Harvar Gazette, 2019.02.12.

    Alvin Powell. Termites as architects. The HarvardGazette, 2010.10.21.

    Niki Wilson. Why termites build such enormousskyscrapers. BBC, 2015.12.10.

    趙繼龍, 徐婭瓊. 源自白蟻丘的生態智慧——津巴布韋東門中心仿生設計解析[J]. 建筑科學(2):22-26.

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