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在一些探險小說、恐怖電影或動畫片中,我們經常會看到食人花,一旦有人或動物靠近它,便會被包裹起來,頃刻間變成一堆白骨。當然,關於食人花是否存在的問題還有待考究。今天要說的是確確實實存在的一種「吃」銅的植物,這種植物的根、莖、葉含銅量都很高,它還有一個很神奇的名字叫做「牙刷草」。
牙刷草不刷牙
在山間野外,有這樣一種植物,身長一米左右,只在一側開花,花開呈紫紅色,因為其形狀為狹長形鋸齒狀酷似牙刷,故俗稱牙刷草。別誤會,牙刷草可不是用來刷牙的,但它真正的用處可比刷牙大多了。你絕對想不到,它真正的用途其實是尋找銅礦,因此又名「銅草」。民間還流傳著一句諺語:「牙刷草,開紫花,哪裡有銅,哪裡就有它」。



銅草
不畏「銅毒」的偵察兵
那麼它是怎麼被發現的呢?這就要從1951年秋說起。一位名叫謝學錦的地球化學家在安慶月山勘探時,偶然發現在廢銅礦堆上長著一簇簇紫花,卻不見其他花草。我們知道盡管銅是植物生長發育所必需的微量元素之一,但由於絕大多數植物對其具有敏感性,因此銅的吸收一旦超過正常量即可造成毒害。銅離子過量往往會造成植株生長緩慢或停止生長,甚至死亡。那麼為什麼獨獨這種紫花能不畏銅毒,傲然盛開呢?後來,經過幾位科學家的討論,謝學錦、徐邦粱二人將這種草的根、莖、葉燒成灰化驗,發現它的根部含銅最高,為0.5%-3.0%。因為其含銅量高,又能作為銅礦嚮導,於是他們把這種植物取名銅草。即使是在勘查技術迅猛發展的今天,它也仍然是地質學家們尋找銅礦的重要標誌,被譽為銅礦「偵察兵」。

山上有草,山下有礦
你可能會好奇,為什麼銅草可以傳遞地下藏銅的資訊呢?究其原因有兩點。首先是土壤中的銅離子與銅礦之間的關係。因為有的土壤是礦石直接風化而成,有的則是通過地下水的流動,使溶解在水中的金屬成分滲透到土壤中。所以當地下蘊藏著銅礦時,土壤中銅元素含量就高。那麼第二點原因則是銅草對銅元素的「偏愛」。對於植物來說,它們的根深深地紮在土壤中,目的就是吸收土壤中的微量元素作為營養物質。而不同的植物對各種微量元素的偏愛和承受力則各不相同,當土壤中銅含量較高時,許多植物會因吸收過量的銅而中毒死亡;而這種牙刷草,卻因為偏愛銅而在那裡蓬勃生長。因此,當我們見到銅草時,就可以推測出地下蘊藏著銅礦的資訊了。

治土鍊銅
除了找礦外,利用銅草對銅元素的偏愛這一特性,我們還可以用其治理土壤銅汙染或缺銅的問題,甚至還可以用來冶煉銅礦。科學家們研究發現,每千克銅草的根莖含銅1克,約為等量普通銅礦石的1/3,其根、莖、葉、花也可以用來鍊銅。它不僅吸附能力強,而且生長速度快,便於大面積培養和收穫,是一種植物改善銅汙染土壤的好方法。如果把它利用成肥料,又可以解決另一些土壤缺銅的問題。

勤學善思,做有心人
談到植物找礦,早在我國古代就有詳細的記載。《荀子·勸學篇》中:「玉在山而草木潤」,首次提出了山上賦存的礦物和周圍植物生態有關的思想。晉張華《博物志》也說:「山,……有谷者生玉。」南北朝梁代有名的植物找礦著作——《地鏡圖》中就曾記載有「山上有蔥,下有銀;山上有薤,下有金;山上有姜,下有銅錫;山有寶玉,木旁枝皆下垂。」的論述。足見我們祖先驚人的觀察力以及非凡的智慧。
如今,找礦手段變得多元化,我們還可以利用遙感找礦,其原理是植物體對重金屬元素的富集,會干擾植物體本身對基本營養物的吸收和利用,影響其正常發育,使植物的色素含量、細胞結構和水含量等出現異常,進而導致植物群落的變化。當遙感圖像的解析度能夠區分這些異常的時候,便可以重點研究這片異常區的土地,尋找礦產資源是否存在。

遙感找礦[2]

樹葉裡的金子成分(中國科技網)
古今中外,植物找礦的例子比比皆是。五十年代中期,美國地質學家利用桉樹作指示植物,在科羅拉多高原上發現5個大鈾礦。尚比亞也曾發現一種藍色的龍舌蘭,也稱「銅草」,也可指示找銅。澳大利亞的科學家也曾在一種桉樹的葉子裡發現了微量黃金,中國科技網對其報道時稱之為「搖錢樹」。它們顆粒非常小,只有頭髮絲直徑的五分之一,科學家們利用先進的X射線成像技術才得以發現。生活中不缺乏美,而是缺少發現美的眼睛,用在此處也是同樣的道理,這些發現是偶然也是必然,需要我們善於觀察,勤于思考,做有心人,讀萬卷書,行萬里路,如果運氣不錯說不定你也會發現「搖錢樹」的!

參考文獻
[1]王敏. 探礦嚮導——銅草[J]. 科學之友(A版), 2008(5): 54.
[2]馬志飛. 地下礦藏的「偵察兵」——指示植物[J]. 生命世界, 2011(5): 48-52.
[3]葉水英. 植物探礦原理及其應用[J]. 農業與技術, 2014,34(9): 1+19.