《地球圈》88:白蟻丘面積超過英國,有千年歷史?生物文明值得學習

2020-09-03 鑫享適晨

生物文明,蘊含著生物的能量。生物的智慧值得我們學習,生物的謀略值得我們探索。但加上文明,又多了一個臺階。這是一個很大的話題,今天通過白蟻預熱下。

白蟻,常常啃食建築,卻不在表面露出痕跡。這樣一種「害蟲」,卻是生物界天生的超級建築師。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王國,這是就連人類也難以企及的持續幾千年的浩瀚工程。以下是衛星圖上看到的成片白蟻丘。

這個驚人的白蟻王國坐落在巴西東北部的卡廷加群落,這裡曾經是一片灌木叢,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年來的偉大建築工程。清除灌木叢後,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。

而且這樣的土丘並不在少數,大約20萬平方公裡的土地上有兩億座土丘綿延不絕!這幾乎相當於整個英國的國土面積大小了。英國國土面積約24.4萬平方公裡。這一堆堆奇特的土丘建築分布也相當講究,呈現出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。白蟻竟能建造出如此宏偉的兩億座白蟻丘,人們原以為這是湖泊的沉積物,或者是某種地質景觀。

但他們隨後發現,成群的白蟻陸續出入在土丘上的小孔中,這才確定主人是白蟻。科學家隨機抽取11個進行測年,發現其中最年輕的距今有690年,最古老的有3820年。

在人類社會,尚且沒有出現延續3000多年的建築工程,光是這一點,人類就不得不對家居害蟲白蟻改觀。這還不夠。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,就在於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,但它們並不常居住在高出地面的部分,而是生活在地下的巢穴中。

那麼它們為什麼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築,難道白蟻的建築文明在人類之上?

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。原來這並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」後都減慢速度。於是來勢洶洶的空氣流速變慢,高聳的土丘也阻擋了太陽直射,造成空氣溫度下降。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。除了降溫之外,四散湧入的新鮮空氣流通整個白蟻丘,原本的汙濁空氣被取代,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。於是在沙漠裡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,竟有助於減緩沙漠化和土壤乾旱的現象。在白蟻丘附近生存的植物,因此擁有了潮溼的避難所。白蟻需維持住所恆定的溫度,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。科學家發現,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係。

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築材料。被食用後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,並與唾液、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築材料,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築搬運材料?

建築材料的問題解決了,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,並固定在適當的位置。

然後,下一個白蟻將重複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牆為止,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,白蟻對於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。這是生物進化中慢慢形成的能力。

白蟻丘的建造讓人類見識到了其從未達到的建築效能,它們創造了一種不需要白蟻自身輸出能量的發動機。而相比人類建築中的辦公大樓、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。

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於中庭下部,風機抽取涼爽的空氣後,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。

但即便建築師採用精心的設計,選用特殊的蓄熱材料和風能來維持溫度,室內的溼度並沒有太大波動。在熱能與風能的傳輸上,人類建築依舊只能向白蟻丘不斷靠攏。

人類從來都是自然界裡的借鑑高手,白蟻丘的仿生建築不斷在人類的手中誕生。相信未來會戰勝白蟻。最後有一點值得注意:人們總是認為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,正當人類自詡為地球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築。未知的自然界中一定還隱藏著生物文明,我們要好好學習,感悟自然!

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