大型食草恐龙的大尾巴快速甩动能产生音爆?理论和实际出入很大!
音爆是物体在空气中的移动速度超过音速(音障)时产生冲击波而出现的听起来像巨大爆炸的声响。通常,我们认为音爆离我们很远,毕竟在我们的认知中,通常一些超音速的飞机才能产生音爆。
但其实音爆离我们并不远,因为在公园里一些老大爷在挥舞长鞭时,通常能发出巨大的响声,这种响声并不是鞭子在折叠碰撞时发出的声音,而是鞭子末梢速度达到音速(340米/秒)而产生的音爆,所以,公园里挥鞭子,其噪音污染程度是相当高的。
通过外力来产生音爆是可以的,那么地球上的生物本身能不能产生音爆呢?答案是能,但非常的困难。在现存的生物中,飞行的生物是无法突破音障的,飞的最快的鸟游隼最快不过389公里每小时的速度,离音速1224公里每小时还差得远呢。
有人说螳螂虾的击打速度可以突破音障,但其实它的附肢弹出时最快的时速才仅有80公里每小时左右,离音速远着呢。
从目前的研究看,现存速度能突破音障的生物只有一种它就是球孢水玉霉(
Pilobolus sphaerosporus),它是水玉霉科下的一种真菌,主要生长在动物的粪便上,它们的繁殖靠的是喷射孢子,在生长时,它们的孢囊梗逐渐的吸水膨胀,形成孢囊下泡,为白色透明状,与此同时孢子囊由最初的黄色变为黑色,逐渐的成熟,之后吸满水的孢囊下泡会突然爆破,将黑色的孢子囊喷射出去。
在这个过程中,它要在2微秒内即200万分之一秒从静止加速到8米/秒,这个速度显然已经超过了音速。
除了球孢水玉霉外,再也没有生物能达到这个速度了。不过,早在20世纪末,科学家们通过计算机建模和模拟,得出了一个结论,许多大型的食草恐龙,比如梁龙,迷惑龙等在甩动自己长长的尾巴时,最快速度能超过音速,从而产生音爆将猎食者吓跑,这究竟是怎么回事呢?我们一起来了解一下。
大型食草恐龙突破音障的尾巴?
在恐龙世界,大型的肉食性恐龙无疑是食物链最顶端的动物,尤其是像霸王龙这种体型庞大的恐龙更是能对大多数的植食性恐龙形成威胁,所以在肉食性恐龙也在变大的恐龙时代,仅仅是体型变大显然是不够的,植食性恐龙必须有自己的防御机制,就像如今的大象的象牙、水牛的牛角一样。
所以,像三角龙等植食性恐龙就有有粗壮的角,剑龙身上布满了尖锐的骨质板。
而像梁龙,迷惑龙就没有这种防御性的武器,但是它们有一条几乎占了身体一半长度的尾巴,比如体长平均在21-23米的迷惑龙,仅仅是尾巴长度就长达9米,而拥有着平均27米体长的梁龙,其尾巴长度可达14米,显然如此长的尾巴不是摆设。
长长的尾巴对于大型植食性恐龙来说,不但能够让身体更好的保持平衡,还有一个重要的作用—尾巴像一根长鞭一样,具备很强的攻击性。
早在20世纪末,随着大型植食性恐龙化石的逐渐被发现,科学家们也对它们长长的尾巴进行了细致的研究,通过研究,科学家们发现迷惑龙的尾巴根部直径可达91厘米,梁龙甚至超过了1米,而它们的尾巴尖却非常的细。
之后,到了1997年,微软的前CTO(首席技术官)内森·米尔沃德联合物理学家Philip Currie通过迷惑龙的化石对其尾巴进行了计算机建模,之后利用建模模拟了迷惑龙甩尾的动作,通过计算机分析,他们发现在甩尾时,尾尖的极致速度能达到355米每秒。
同年,这两位对尾巴的狂热爱好者直接利用计算机建模制出了一条长3.5米的迷惑龙尾巴模型,然后将模型放置在一个支架上,由人快速的操控,模拟尾巴的甩动,并通过高速相机将整个过程拍了下来。
通过高速相机拍摄的影像,两位研究人员对整个过程中尾巴的摆动速度进行了科学的计算,结果发现,尾巴摆动时尾巴尖的峰值区间在108-361米每秒之间,其中最快可达361米每秒。
同样,也有科学家通过类似的建模方式对梁龙的尾巴摆动速度进行了研究,发现最高可达350米每秒,也就是说这两种恐龙不仅能用长长的尾巴抽打入侵者,还能通过可以突破音障的尾尖,产生音爆吓退入侵者。
梁龙、迷惑龙的尾尖真的能突破音障吗?
两位研究人员将研究结果以论文的形式发表出来后,就出现了不少反对的声音,因为许多科学家认为恐龙的尾巴根本就承受不了突破音障后的冲击力。不过,这些反对的声音也没有实际性的证据,所以,这个问题就成为了一个悬而未解的问题了。
直到今年的12月8日,也就是前几天,一则发表在《科学报告》杂志上的研究论文再次对这个问题进行了细致的研究,这次研究是由研究员西蒙尼·孔蒂(Simone Conti)以及其研究团队共同操作的,比起20世纪末那次建模,这次做了很大的革新。
首先,这次选择的建模对象是梁龙,其次,这次用到的骨骼是与动物最接近的材质,而不是像97年那样用到的是不锈钢的骨架,第三,这次建模直接1:1的还原了一条长达12米的尾巴;第四,皮肤的包裹用的也是真皮(参考鳄鱼,只是更厚实一些)。
在这些改变下,研究人员用同样的方法去摆动梁龙的尾巴,结果发现,尾尖的峰值速度仅有33米每秒,仅为音速的不足1/10。
之后,研究人员接触设备使得梁龙的尾巴速度达到音速,结果发现梁龙的尾巴不仅皮开肉绽,里面的骨骼也碎裂,由此可见,这些大型植食性恐龙的尾巴并不能产生音爆,不过,尽管这样,33米每秒的速度被一条皮鞭抽到,即便是皮糙肉厚的大型肉食性恐龙也肯定不好受,所以尾巴依然是大型植食性恐龙防御的利器。
总结
虽然大型植食性恐龙的尾巴很灵活且速度很快,但是想要突破音障是非常困难的,毕竟它们的尾巴也是血肉之躯,骨骼的构成也没有特殊性,在如此大的冲击力下,它们即便能达到,尾巴也只能用一次,显然这不符合常理。
大家都在看
-
中国十大常见毒虫排名,金环胡蜂排在第一位 自然界中存在着各种各样的动物,其中一些动物携带着剧毒,可能对人类造成严重的伤害甚至危及生命。我国境内广袤辽阔,地域广阔且生物物种繁多。其中也存在一些有毒的虫类。今天世界之最网小编为大家列出中国十大常见 ... 动物之最10-09
-
世界上十大最漂亮的海葵,公主海葵排第一位 海葵是一类构造非常简单的低等动物,别称海菊花,全世界共有1000种以上,从极地到热带、从潮间带到深海都有分布,那么在诸多品种中,哪一种海葵被认为最美呢?今天世界之最网小编为大家列出世界上十大最漂亮的海葵, ... 动物之最10-09
-
世界上十大种类体型最大的动物,蓝鲸是世界上最大的动物 在自然界中,有些动物的体型大得令人难以置信,它们可能是最大、最重或最长的动物,但无论如何,它们都是自然界中最神奇的精灵之一。下面就和世界之最网小编一起看一看世界上十大种类体型最大的动物,让我们详细来了 ... 动物之最09-23
-
世界十大贵族猫排行榜,美国银虎斑猫排第一位 猫咪是一种非常可爱的动物,而且非常有灵性,是人类的伙伴。世界上有许多的猫咪品种,越是稀有、血统越是纯正的猫,价值就越高,下面就和世界之最网小编一起看一看世界十大贵族猫排行榜,据说最贵的比一栋别墅还值钱 ... 动物之最09-14
-
探索昆虫和动物之最 2024年7月18日,湖北第二师范学院青葵志愿服务团队来到湖北省松滋市村小堰垱进行三下乡活动。在讲解过程中,志愿者们注重结合实物图片和视频资料,让孩子们能够直观地感受到昆虫的形态和特性。同时,通过问答环节, ... 动物之最07-23
-
北美洲十大致命动物排行榜:北极熊排第一,大白鲨排第三 北美洲位于西半球北部,是世界经济第二发达的大洲,是世界上生物多样性最丰富的地区之一,拥有大量特有的动物。那你知道北美洲有哪些致命动物?现在世界之最网小编为大家介绍北美洲十大致命动物排行榜,一起来了解一 ... 动物之最07-03
-
南美洲有什么动物最有名?南美洲十大代表动物排行榜 南美洲作为世界上陆地面积排名第四的大洲,整个南美洲大陆都有令人眼花缭乱的动物群,那你知道南美洲有什么动物最有名?今天世界之最网小编为大家盘点南美洲十大代表动物,想了解更多的朋友们一起往下看吧!南美洲十 ... 动物之最07-03
-
北美洲的代表性动物是什么?北美洲十大代表动物排行榜 美洲是一个广袤而多样的大陆,拥有丰富的动物种类和生态系统。从北美到南美,这片大陆上的动物们展示了令人惊叹的生命多样性和适应能力。那你知道北美洲的代表性动物是什么?下面就和世界之最网小编一起看一看北美洲 ... 动物之最07-02
-
世界上公认最美的动物,全球最美动物排行榜前十名 在我们生存的世界上有很多种动物,有的动物的外形长得特别漂亮,但也有长得丑陋的,那你知道世界上公认最美的动物都有你哪些呢?今天世界之最网小编便来为大家盘点全球最美动物排行榜前十名,带着你的好奇心一起看一 ... 动物之最06-22
-
世界上独一无二的羊,和政羊身长1.5~2.0米 一提到羊,大多数人想到的都是那种全身白色,性格温顺,一言不发就开始吃草的可爱小动物。世界上有很大不同品种的养,我国许多地方都养有大量的羊,今天世界之最网小编给大家讲的是世界上独一无二的羊,想知道的小伙 ... 动物之最06-22
相关文章
- 食人鲨有哪些?世界十大食人鲨排行榜
- 大型乌龟有哪些品种?世界上十大最大的乌龟排行榜
- 体型最小的十大鲨鱼,世界上最小十种鲨鱼排行榜
- 世界上最可爱的鲨鱼长什么样?十大最可爱的鲨鱼排行榜
- 盘点动物界的5大之最,每一个都让你惊讶!
- 世界十大外形最奇特的乌龟:鹰嘴龟入榜,饼干陆龟排第一位
- 中型热带鱼排名前十名:招财鱼排第六,银龙鱼排第一名
- 世界十大乌龟之最排行榜:巴西龟数量最多,棱皮龟世界最大
- 小丑鱼最出名的三个品种排行榜,公子小丑排第一位
- 世界十大水生动物之最,虎鲸和蓝鲸均上榜
- 全球10大怪异的蜥蜴:飞行壁虎上榜,角蜥排第一位
- 十大适合新手养的海水鱼排行榜,小丑鱼排第一名
- 十大最好养的小型热带鱼排行榜:斗鱼仅居第八,孔雀鱼夺得桂冠
- 十大最适合新手养的乌龟:剃刀龟排第七位,草龟排第一位
- 热带鱼什么鱼最好看?最漂亮的热带鱼排名前十名
- 观赏鱼寿命排行榜前十名:锦鲤可活70岁,排第一
- 中国十大高档级观赏鱼排行榜,锦鲤楼兰独占鳌头
- 世界之最(一)动物篇
- 世界动物之最:最小的熊、最小的猴子、最大的猴子
- 十大懒人养的室内宠物,猫咪、仓鼠排前两名
热门阅读
-
狼的战斗力十大排名:灰狼上榜,极地狼夺冠 06-19
-
触手怪,多对用于日本的漫画题材,不过有点少儿不宜 07-13
-
十大熊类战斗力排名:大熊猫仅居第八,北极熊夺冠! 03-14
-
世界优秀猎犬十大排名:猎兔犬上榜,灵缇犬排第一 03-30
-
国内十大常见的无毒蛇:玉米锦蛇入榜,球蟒最常见! 05-04
-
世界十大猛禽实力排名,雕鸮攻击力超强排第一 05-16
-
现代海洋十大霸主排名:大王乌贼垫底,虎鲸冠军 04-02