它们的标志性特征是拥有一双极不对称的螯,其中那只惹眼的巨螯有时能长到身长的一半以上,看起来像是扛了一个“小钢炮”。而水下噪声的秘密,就藏在这件重型武器里。
当年,有一篇极具艺术特质的研究报告,揭示出这些奇特噪声的秘密[1]。
1946年加州大学战争研究部海军电子实验室关于海洋中枪虾引起的噪音研究报告 | 参考文献[1]
科学家们用严谨的数据和调皮诙谐的插画描绘了枪虾们在海底竭力制造噪音的场景。我第一次看到这些插画时,直接就被这些成套的卡通插图逗乐了好些天 | 参考文献[1]
枪虾的致命武器
受当时的科学条件所限,科学家们将噪音的来源直观地解释为枪虾巨螯的快速合闭碰撞。
在2000年前后,高速摄像机技术快速进步,荷兰特温特大学应用物理教授Lohse的研究团队,通过分析一种枪虾(Alpheus heterochaelis)的高速影像和水中的声波信号,指出枪虾的噪音并非来自于快速闭合的巨螯的碰撞,而是因为巨螯闭合时产生的高速射流引起的空化气泡(又称为空化气穴)[2]。
枪虾的噪音来自巨螯闭合时产生的高速射流引起的空化气泡 | Del Bohnenstiehl, NC State University
这些低压空化气泡因为压差的作用快速坍缩,会使空化气泡内的水蒸气和空气体积急剧压缩,在坍缩到最小体积的瞬间(纳秒级别)产生极高的压力和温度(可达5000度),甚至产生激波和大量的光子[3]。
高速摄像机拍摄到的枪虾巨螯闭合的过程 | Michael Price AAAS
这种奇特的现象被称为“虾光现象”(Shrimpoluminescence)。相关的研究结果分别发表在了《自然》和《科学》两个顶级期刊上。Lohse教授也因此在同事们的调侃中获得了“虾人”的光荣称号。
枪虾利用这种超级“炮弹”,能够轻松击晕甚至杀死敌人或猎物,并产生高达210分贝的噪声,比真实的枪声(平均150分贝)还要响,这让它们成为了海洋中的“噪声器”。
精妙的仿生学设计
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