2015年12月12日 星期六

【科學新知】「樹源學」(dendroprovenance)與「年輪年代測定法」(dendrochronology)

安納沙西人留下的波尼托村(Pueblo Bonito)遺址。圖片來源:wiki
中世紀神秘地消失在沙漠中的安納沙西人(Anasazi),留下的明布雷斯文化遺址讓人驚歎不已。矗立在沙漠中的波尼托村,是個五層樓高、有五百間房間的大廈,估計動用了24萬棵樹。

這麼多樹,究竟是從哪裡來的呢?雖然在當時查柯峽谷(Chaco Canyon)還有樹林,但是樹種是不相同的。

過去以鍶同位素進行辨識時認為,這些木頭應該是來自於曲司卡山(Chuska)與聖馬刁山(San Mateo);但是最近所謂的「樹源學」(dendroprovenance)進行的研究發現,其中有一部份應該是來自於南方75公里的Zuni 山。在公元1020年以後,安納沙西人不再去Zuni山伐木,改去峽谷以西75公里的曲司卡山(Chuska)砍樹。

鍶同位素測定,主要是因為岩石中的銣(Rb)會衰變為鍶(Sr),產生鍶八七與鍶八六;而鍶由於與鈣化學性質相近的關係,常會與鈣一同被植物吸收。由於不同地區的銣含量有不同,因此可以由鍶的含量推出木頭可能是來自哪一座山。但是「樹源學」是什麼呢?

「樹源學」以及「年輪年代測定法」都是透過
仔細觀察樹木的年輪來進行的。
圖片:林芷佑
樹源學的英文dendroprovenance是由兩個部分拼起來的。其中provenance是「來源」的意思,而dendr(o)-則是「樹」的意思(請參考第十九課(一))。

我們都知道樹木有年輪,而不同年年輪的寬窄反映了當年雨量的情形。過去,科學家們發明了「年輪年代測定法」(dendrochronology),用來看過去若干年前的雨量變化。

怎麼看呢?若我們今天砍下一棵樹(A),我們當然知道最外面的一圈就是當年的年輪;往裡算如果有一百圈,就代表這棵樹有一百年那麼老。如果今天有一根木頭(B),我們知道也是砍自於附近的區域,我們將這根木頭取下的年輪與剛剛砍下的樹的年輪比較,因為每個區域每年雨量變化情形不同,長期的、整體的比較,若能找出一個重疊的區域,就知道B究竟有多老、是多少年前砍下來的。接著,我們便可以經由觀察B,了解更久遠以前當地的雨量變化情形。這就是所謂的「年輪年代測定法」!

而「年輪年代測定法」的英文dendrochronology也是由字首與字尾拼起來的唷!其中的dendr(o)-是什麼,就不再贅述了;而chron(o)-是「時間」的意思(請參考第二十四課(二)),-logy這個字尾則是學科、科學的意思(science, study,請參考第十六課(五))。所以,dendr(o)-、chron(o)-、與-logy加起來成了「樹-時間-科學」,就是「年輪年代測定法」啦!

而「樹源學」又是怎麼一回事呢?這是從歐洲發展出來的實驗方法。前面提到,每個區域每年雨量變化情形不同,雖然整個大區域的氣候變化不會太大,但是不同的小區域之間的氣候,還是會有一些細微的不同;這些不同經過仔細比對就可以找到樹木到底是來自哪一座山。這樣經由比較樹木年輪的細微之處,用來鑑定樹木的來源的方法,就稱為「樹源學」。因此,它的英文就用了「樹木」(dendr(o)-)與「來源」(provenance)這兩個字來組合囉!

所以,樹源學是把樹木的年輪當作人的指紋一樣用來做鑑定的依據。未來,如果能建立起各區域的樹木指紋,或許在抓山老鼠的時候,也能像柯南一樣的說:「根據『樹木指紋』,我可以說:兇手就是你!」喔!

參考文獻:

Jared Diamond. 2006. 大崩壞。p.186-7(廖月娟譯)

2015/12/7. Unexpected wood source for Chaco Canyon great houses. Science Daily.

2015年12月1日 星期二

Supernova 與 Hypernova

美國太空總署(NASA)請藝術家畫出來的極超新星
SN 2006gy。圖片來源:wiki

大家大概都聽過超新星(supernova),聽過「極超新星」(hypernova)嗎?

極超新星是比超新星還要更亮的天體,如上圖的SN 2006gy就是目前認為最亮的。極超新星會發射伽瑪射線(gamma rays)。

但是不論是supernova或hypernova,都有同樣的字尾'nova'。nova到底是什麼呢?

nova就是新星的意思。

而加上super-與hyper-這兩個字首,就有了程度的不同。請讀者參考第六課(一),其實不管是super-或hyper-都是above的意思,不過從對天體的命名上,大概可以理解hyper-應該是比super-還要更高一級?

其實很多時候學語言就是要從這些字的實例去理解,如果光只是看字典會覺得super-與hyper-意思也差不多,不過看到supernova與hypernova就知道還是有程度的差別囉!

參考文獻:

2015/11/30. Missing link found between turbulence in collapsing star and hypernova, gamma-ray burst. Science Daily.