?許多科學家對鳥類遷徙如何導航進行了研究和各種實驗。
?我不是科學家,但我是磁性材料專家。這不是磚頭。我試著從地球磁場的角度來解釋這個問題。
?地球的磁場是偶極的,類似於在地球中心放置壹個磁棒,使其N極面向南極所產生的磁場形狀。
?當然,地心並沒有磁棒,而是電流在導電液核中流動的發電機效應產生磁場。
地球磁場不是孤立的,它受到外部擾動的影響。太陽風是從日冕噴射到行星際空間的高溫、高速、低密度粒子流,其主要成分是電離氫和電離氦。
因為太陽風是壹種等離子體,所以它也有磁場。太陽風的磁場作用於地球磁場,好像要把它吹離地球。盡管如此,地球磁場仍然有效地阻止了太陽風直射天空。
?在地球磁場的阻力下,太陽風繞過地球磁場繼續前進,從而形成壹個被太陽風包圍的彗星狀地球磁場區,這就是磁層。
地球磁層位於地面以上600 ~ 1000 km的高度,磁層的外邊界稱為磁層頂,距地面50 ~ 7萬km。在太陽風的壓縮下,地球的磁力線向遠離太陽的空間延伸,形成壹條長長的尾巴,稱為磁尾。
?在磁赤道附近,有壹個特殊的界面。在界面的兩側,磁力線會突然改變方向。這個界面稱為中性表。
?中性片上的磁場強度很小,厚度約為1000 km。中性片將磁尾分為兩部分:北面的磁力線朝向地球,南面的磁力線離開地球。
?壹般來說,地磁場只能算作地球的表面磁場,而不是地球的全球磁場(又稱空間磁場),而是地核旋轉形成的。
地磁場的強度是5-6×10-5特斯拉,也就是0.5-0.6高斯。
?鳥類在遷徙過程中,不僅具有定向導航的能力,還具有超強的記憶能力,並具有相當發達的感知功能。
?鳥類遷徙最顯著的特點是每個物種都有固定的繁殖區和越冬區。因此,遷徙的鳥類必須知道自己在哪裏,要飛到哪裏以及到達目的地的方向和路線,也就是說,鳥類在遷徙過程中必須具備定向導航的能力。
?那麽,鳥類是如何獲得這些能力的呢?導航用的是什麽功能?
?我曾經在新疆塔克拉瑪幹沙漠附近的塔裏木河生活了七年。期間,我養了壹只鷹。這只鷹非常兇猛,經常給我惹麻煩。不想餵它,想放歸大自然。
?第壹次放回去,我把它送到發現它的大樹上,上面有老窩,扔起來飛到樹上,我就離開去做別的事了。當我下午回到家時,我看到我的鷹高高地站在我的屋頂上。
?我的鄰居告訴我,我剛出去壹個小時左右,老鷹就飛回來了。
?第二天,我用壹件舊棉衣把鷹包起來,向南走了20多公裏。在壹片茂密的胡楊林中,我解開了棉衣,把鷹放了出來。我看著它飛到壹棵很高的樹頂上。想著,現在妳找不到回去的路了!
?下午,我趕著牛車,拉著柴火回家。它仍然站在屋頂上,凝視著遠方。
?過了幾天,我決定換個方向。我把鷹的耳朵和眼睛貼上膠帶,用棉衣包起來。這壹次,我改變了方向,穿過壹片沙漠向東南方向走了至少35公裏。
?我旁邊有許多幹枯的樹。我解開棉衣,撕下膠帶,放在壹個樹樁上,對它說:“妳還是自己站著吧!”!希望妳能做好自己,好好活著!"
?直到天黑我才到家。然而,老鷹回來得很早。不知道它是怎麽找到家的,讓我百思不得其解。
?1994年,我有幸在清華大學研究所工作。我在圖書館查資料的時候,想起了塔裏木放鷹的事,就查閱了關於導航鳥類遷徙靠什麽的知識。
?世界上許多科學家對鳥類的導航和定向機制進行了研究。通過實驗,人們提出了許多解釋鳥類定向機制的理論,主要如下:
?1.人們認為,鳥類天生具有由遺傳決定的方向感。這種方向感,隨著幼鳥隨父母遷徙,不斷強化它們對遷徙路線的記憶。
?2.依靠視覺定向,標註居住地的地形地貌和遷徙路線,如山脈、海岸、河流、森林、沙漠等,不斷和老鳥們學習傳統的遷徙路線。
?3.鳥類可以利用太陽和星星的位置來定向導航。星星對於夜間遷徙的鳥類尤為重要,白天依賴太陽的定位。
?4.磁場定向是鳥類通過感知地球磁場極性來定向的壹種方式。
?總之,有兩種假設:視覺定向理論和非視覺定向理論。
?很久以前,人們就推測鳥類遷徙過程中的航行方位可能與磁場有關。
?近年來的實驗證實了地磁場定向機制的存在。
?科學家曾經把壹塊具有特定極性的人造磁鐵放在壹只信鴿的頭上,它的飛行無法正確定向。即使在陰天,沒有磁場的信鴿也能正常返回巢中。
?通過我自己對鷹的詳細觀察,我相信從很小的時候,鷹就會在腦袋裏產生壹個定位系統,也就是能確定自己的位置。如果妳把它放在門口,它會爬進自己的窩裏。
?這個定位器會隨著鷹的成長而逐漸發達。這個定位器肯定和地球磁場有關。在鷹的大腦中,它將大腦的磁感應與地球磁場緊密聯系在壹起。在它的壹生中,它將永遠知道它曾經生活和成長的地方。
?鷹的大腦裏也有壹個指南針。無論走到哪裏,它都能隨時確定自己的位置和家的位置,能以最直的距離飛回家。
?它腦袋裏的定位系統從小就與地球磁場網絡相連,並不斷成長、豐富和發展。它是自然形成的。
?所以我決定,鳥類遷徙中的任何導航都依賴於地球磁場。當然,這個概念只是我自己的觀察,不壹定正確。希望大家討論壹下!