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“吃”铜的草你见过吗?

“吃”铜的草你见过吗?
2022年12月08日 19:28 新浪网 作者 石头科普工作室

  在一些探险小说、恐怖电影或动画片中,我们经常会看到食人花,一旦有人或动物靠近它,便会被包裹起来,顷刻间变成一堆白骨。当然,关于食人花是否存在的问题还有待考究。今天要说的是确确实实存在的一种“吃”铜的植物,这种植物的根、茎、叶含铜量都很高,它还有一个很神奇的名字叫做“牙刷草”。

  牙刷草不刷牙

  在山间野外,有这样一种植物,身长一米左右,只在一侧开花,花开呈紫红色,因为其形状为狭长形锯齿状酷似牙刷,故俗称牙刷草。别误会,牙刷草可不是用来刷牙的,但它真正的用处可比刷牙大多了。你绝对想不到,它真正的用途其实是寻找铜矿,因此又名“铜草”。民间还流传着一句谚语:“牙刷草,开紫花,哪里有铜,哪里就有它”。 

  铜草 

  不畏“铜毒”的侦察兵

  那么它是怎么被发现的呢?这就要从1951年秋说起。一位名叫谢学锦的地球化学家在安庆月山勘探时,偶然发现在废铜矿堆上长着一簇簇紫花,却不见其他花草。我们知道尽管铜是植物生长发育所必需的微量元素之一,但由于绝大多数植物对其具有敏感性,因此铜的吸收一旦超过正常量即可造成毒害。铜离子过量往往会造成植株生长缓慢或停止生长,甚至死亡。那么为什么独独这种紫花能不畏铜毒,傲然盛开呢?后来,经过几位科学家的讨论,谢学锦、徐邦粱二人将这种草的根、茎、叶烧成灰化验,发现它的根部含铜最高,为0.5%-3.0%。因为其含铜量高,又能作为铜矿向导,于是他们把这种植物取名铜草。即使是在勘查技术迅猛发展的今天,它也仍然是地质学家们寻找铜矿的重要标志,被誉为铜矿“侦察兵”。

  山上有草,山下有矿

  你可能会好奇,为什么铜草可以传递地下藏铜的信息呢?究其原因有两点。首先是土壤中的铜离子与铜矿之间的关系。因为有的土壤是矿石直接风化而成,有的则是通过地下水的流动,使溶解在水中的金属成分渗透到土壤中。所以当地下蕴藏着铜矿时,土壤中铜元素含量就高。那么第二点原因则是铜草对铜元素的“偏爱”。对于植物来说,它们的根深深地扎在土壤中,目的就是吸收土壤中的微量元素作为营养物质。而不同的植物对各种微量元素的偏爱和承受力则各不相同,当土壤中铜含量较高时,许多植物会因吸收过量的铜而中毒死亡;而这种牙刷草,却因为偏爱铜而在那里蓬勃生长。因此,当我们见到铜草时,就可以推测出地下蕴藏着铜矿的信息了。

  治土炼铜

  除了找矿外,利用铜草对铜元素的偏爱这一特性,我们还可以用其治理土壤铜污染或缺铜的问题,甚至还可以用来冶炼铜矿。科学家们研究发现,每千克铜草的根茎含铜1克,约为等量普通铜矿石的1/3,其根、茎、叶、花也可以用来炼铜。它不仅吸附能力强,而且生长速度快,便于大面积培养和收获,是一种植物改善铜污染土壤的好方法。如果把它利用成肥料,又可以解决另一些土壤缺铜的问题。

  勤学善思,做有心人

  谈到植物找矿,早在我国古代就有详细的记载。《荀子·劝学篇》中:“玉在山而草木润”,首次提出了山上赋存的矿物和周围植物生态有关的思想。晋张华《博物志》也说:“山,……有谷者生玉。”南北朝梁代有名的植物找矿著作——《地镜图》中就曾记载有“山上有葱,下有银;山上有薤,下有金;山上有姜,下有铜锡;山有宝玉,木旁枝皆下垂。”的论述。足见我们祖先惊人的观察力以及非凡的智慧。 

  如今,找矿手段变得多元化,我们还可以利用遥感找矿,其原理是植物体对重金属元素的富集,会干扰植物体本身对基本营养物的吸收和利用,影响其正常发育,使植物的色素含量、细胞结构和水含量等出现异常,进而导致植物群落的变化。当遥感图像的分辨率能够区分这些异常的时候,便可以重点研究这片异常区的土地,寻找矿产资源是否存在。

  遥感找矿[2]

  树叶里的金子成分(中国科技网)

  古今中外,植物找矿的例子比比皆是。五十年代中期,美国地质学家利用桉树作指示植物,在科罗拉多高原上发现5个大铀矿。赞比亚也曾发现一种蓝色的龙舌兰,也称“铜草”,也可指示找铜。澳大利亚的科学家也曾在一种桉树的叶子里发现了微量黄金,中国科技网对其报道时称之为“摇钱树”。它们颗粒非常小,只有头发丝直径的五分之一,科学家们利用先进的X射线成像技术才得以发现。生活中不缺乏美,而是缺少发现美的眼睛,用在此处也是同样的道理,这些发现是偶然也是必然,需要我们善于观察,勤于思考,做有心人,读万卷书,行万里路,如果运气不错说不定你也会发现“摇钱树”的!

  参考文献

  [1]王敏. 探矿向导——铜草[J]. 科学之友(A版), 2008(5): 54.

  [2]马志飞. 地下矿藏的“侦察兵”——指示植物[J]. 生命世界, 2011(5): 48-52.

  [3]叶水英. 植物探矿原理及其应用[J]. 农业与技术, 2014,34(9): 1+19.

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