一口十米宽的滚水池、一条看似从池子里升起来的银河,以及池边一只曾经改变全人类体检方式的细菌。

黄石公园西莱克斯泉上空的银河:右侧升腾的水汽仿佛正在“蒸”出头顶的星河

图片:NASA 天文每日一图(APOD)· Image Credit & Copyright: Dave Lane · 当日页面

天文学家今天写下的第一句话,是一句辟谣:“银河不是被一个正在蒸发的湖创造出来的。”

这话得配着照片看才好笑。画面右侧,一池碧水正往夜空里冒白汽;头顶,银河的拱桥恰好从那团白汽的方向升起、横贯整个天幕——视觉上,星河就像是这口锅里蒸出来的。当然不是。水汽最多爬升几十米,银河的中心离我们约两万多光年,这是一次纯粹的构图巧合,也是摄影师戴夫·莱恩把镜头架在这里的理由。这张照片由 16 幅画面拼接而成,拍摄于 2014 年——一张十二年前拍下的照片,今天登上了 APOD。前景的水池是人工补的光,APOD 的说明照例把这一点写得明明白白。

一支活的温度计

这池水叫西莱克斯泉(Silex Spring),在美国黄石国家公园下间歇泉盆地的“喷泉颜料锅”步道边,直径约 10 米。Silex 是拉丁语“硅”——黄石的火山岩以流纹岩为主,滚水把岩石里的硅溶出来,再在池底和出水沟里沉淀成一层层硅华台地,泉因此得名。

真正的看点是颜色,而颜色的本质是温度。

一口热泉就是一支活的温度计:越往外越凉,住客换一批,颜色换一层——蓝色的中心不是染料,是烫得连微生物都住不进去的清水。

据美国国家公园管理局的官方导览,池边那些绿的、橙的、褐的“颜料”,是一层层嗜热微生物铺成的菌毯。蓝细菌能住进大约 75 ℃(167 ℉)的水里,在最热的地段呈黄绿色;水越往外流越凉,菌群换班,颜色也跟着变成橙色、铁锈色和褐色。而池子正中央那片幽蓝,恰恰是因为太烫——超过菌毯的上限,连最耐热的住客都进不去,只剩清水本身在散射蓝光。所以读这口泉像读温度计:颜色越深的地方越“凉”,最干净的蓝反而最烫。

这套色环还是一条食物链的地基。公园的解说资料写得很具体:菌毯喂饱了生活在热水上的水蝇,水蝇再喂饱螨、蜘蛛、昆虫和鸟——太烫的蓝色中心,连这条链也进不去。顺带一说,这口看起来温吞的泉并不总是安分:据导览资料,它曾在沉寂 21 年后,于 2000 年到 2006 年间多次喷发。

池水里那只改变体检的细菌

现在讲这片盆地最了不起的一件事。它不在照片里,但很可能在你的病历里。

1966 年,印第安纳大学的微生物学家托马斯·布罗克带着学生来黄石采样。当时不少教科书还认为,超过五十来摄氏度就不会有活跃的生命。布罗克偏不信。据美国地质调查局黄石火山观测站的记述,他和本科生哈德森·弗里兹在同一个下间歇泉盆地的蘑菇泉——离西莱克斯泉不远——从一片约 71.5 ℃ 的菌毯上取了样。回到实验室,弗里兹在试管底部看到了成串的细菌。布罗克后来把它命名为 Thermus aquaticus,直译过来是“住在热水里的家伙”,菌株编号 YT-1,并按惯例把它存进了美国典型培养物保藏中心,供全世界的实验室取用。

十几年里没人特别在意这只细菌。转折发生在 1983 年:加州西特斯公司的化学家凯利·穆利斯想出了 PCR——聚合酶链式反应,一种在试管里指数级复制 DNA 的办法。PCR 每一轮都要把样品加热到约 95 ℃ 来解开双链,麻烦在于,普通的 DNA 聚合酶在这个温度下当场报废,早期做法是每加热一轮就得重新补一次酶。而据记载,西特斯的研究团队花 35 美元从保藏中心买来了 YT-1——从这只泡惯了滚水的细菌体内提取的聚合酶,反复加热也不坏。PCR 从此从苦差变成流水线,穆利斯在 1993 年拿了诺贝尔化学奖。

再往后的故事你已经身在其中。新冠疫情期间做过的每一次核酸检测,核心步骤就是 PCR——严格说,配方里都有一勺“黄石的泉水”:从那口泉里搬出来的一种酶。美国地质调查局专门写过一篇文章讲这段渊源,标题就叫《一只黄石热泉细菌如何帮助人类对抗新冠大流行》。布罗克于 2021 年 4 月去世——在他离开的那个春天,他 60 年前从热水里捞出来的发现,正在给整个世界做检测。当年资助他去黄石看“不可能有生命的地方”的,是一笔好奇心驱动的基础研究经费;回报来得很慢,但大到无法计价。

脚下那个热源,慌不慌?

照片里升腾的白汽,热量来自地下的岩浆——黄石热点。一提“黄石超级火山”,网上的末日文章就没停过,所以这里把美国地质调查局的官方口径原样摆出来,既不吓人,也不打包票。

上一次形成破火山口的大喷发发生在约 64 万年前(熔岩溪喷发,喷出物超过 1000 立方公里)。此后这里发生过约 80 次以熔岩流为主的非爆炸性活动,最近的一次在约 7 万年前。至于“再来一次大的”的概率,地质调查局给出的年概率约为 73 万分之一(0.00014%),并且他们自己紧接着提醒:这个数只是拿仅有的两个喷发间隔平均出来的,“远不足以据此作严肃判断”,量级上与一颗一公里级小行星撞地球相当。更实在的证据来自地下:目前的岩浆房绝大部分是固态,熔融部分只占约 5% 到 15%——这点“汤”不足以驱动一场大喷发。至于流传最广的“黄石已经过期该喷了”:喷发间隔一次约 80 万年、一次约 66 万年,本来就不守时刻表,“过期”是把火山当成了公交车。

所以今晚这张照片的正确读法是:热点确实就在脚下,它烧热了这口十米宽的锅,养出了菌毯、水蝇和一只改写医学史的细菌——而它此刻安静得很,安静到值得你专程去看。

去一口中国的“滚锅”边上站一站

不必飞去怀俄明。云南腾冲就坐在印度板块与欧亚板块相撞的缝上,是中国最著名的地热之乡——明代的徐霞客就专程去看过并写进了游记。据腾冲市政府介绍,热海景区水温在 90 ℃ 以上的温泉群就有 14 处;最出名的“大滚锅”常年保持在 96 ℃ 到 97 ℃ 上下,当地人在旁边的汽孔上蒸红薯,在锅边煮鸡蛋,五六分钟就熟。

去了请替这篇文章做一个实地验证:沿着栈道,找到任何一处泉眼的出水口,顺着水流往下看那几条彩色的水道——黄绿、橙、锈褐,一层层排开。那就是本文那张示意图长在地上的样子,一支货真价实的活温度计。规矩全世界的滚水池通用:待在栈道上,只看,不碰。另外记一笔闲账:如果你近期恰好在美国,8 月 25 日(星期二)是美国国家公园管理局的 110 岁生日——1916 年的这一天,《国家公园管理局组织法》签署,黄石这类地方从此有了专职的看门人。

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