沙子有多珍贵？

时间：2020-12-28 12:06:08　来源：雅意学习网本文已影响人

　　在我们的印象中，沙子应该是永远用不完的。但你可能不会相信，沙子是目前市场上最炙手可热的原材料商品之一。世界上每個海滩上的沙子都在讲述着不同的自然历史，还有一些沙子则留下了人类活动的印记。

沙子讲述登陆日战役

　　位于法国的奥马哈海滩曾是诺曼底登陆战役中交火最激烈、死伤最惨重的一段滩头。盟军在奥马哈滩头遭受了巨大的损失，仅阵亡者就达2500人，因此奥马哈滩又称“血腥奥马哈”。奥马哈沙滩长约8千米，在最高水位标记附近的地面上散落着直径20厘米左右的卵石。往更高处走，能够看见一些小沙丘和背后低矮的山崖，这里的沙子是干净的黄灰色沙。

　　2012年，地质学家麦克布莱德和皮克德分别用光学显微镜和扫描电镜显微镜对奥马哈海滩的沙粒样本进行观察和分析，以全面了解沙粒颗粒的大小、形状、圆度和构成等信息。结果显示，沙粒的构成（按重量）为石英78%、长石9%、石灰石和贝壳碎片4%、重金属3%和角岩颗粒2%。从沙粒构成来看，侵蚀后的内陆沉积岩被塞纳河搬运至海岸，才形成了奥马哈的沙滩，这是非常典型的沙滩发育过程。不过，沙粒中还有4%的成分显得很不寻常。他们在这部分沙粒样本中发现了大量圆角不透明颗粒，并且都带有磁性。在这些磁性成分中，还存在一些直径更小的浑圆小珠。进一步检测后发现，占沙粒总质量4%的这部分成分实际上是铁屑，其中混有微量的小铁珠和小玻璃珠。
　　麦克布莱德和皮克德立即意识到，沙粒中那4%的成分很可能是登陆日那十几个小时留下的弹片残渣。1944年6月6日，数万吨炸药和炮弹在诺曼底的五个海滩上爆炸，前一批弹片在后一批炮弹的爆炸中被炸成更小的弹片。奥马哈海滩发现的弹片直径在0.06～1毫米之间，平均直径为0.2毫米。弹片具有金属外观，其上有橙红色圆点和大量腐蚀痕迹。弹片颗粒还保留着一定的形状，但经过了几十年和沙子的不断碰撞，有些颗粒的棱角被磨圆。弹片上的层叠结构显示这些颗粒曾经经受过强烈的冲击负荷。

　　最引人注意的是，弹片颗粒中出现了圆形铁珠和玻璃珠。麦克布莱德从样本中找到了13颗完整的小铁珠，5颗破损的中空铁珠和12颗玻璃珠。铁珠的直径为0.1～0.3毫米，外观几乎没有腐蚀痕迹。玻璃珠的外表异常光滑，且大小完全相同——直径都为0.5毫米。构成玻璃珠的材料十分通透，含有一些气泡。科学家最初以为这些玻璃珠是二氧化硅玻璃，和沙滩上的沙子成分相同。然而，光谱分析显示，这些玻璃中含有钠、钙、镁元素。
　　麦克布莱德和皮克德在他们掌握的证据的基础上，推测出了玻璃珠可能的形成过程。二战时炸药爆炸产生的火焰瞬时温度至少在1200℃以上。二氧化硅和海水中大量存在的钠、钙和镁一同被加热。海滩的沙粒在高温下与这三种离子发生离子交换，就形成了包含钠、钙、镁的玻璃珠。不过，1200℃虽然可以融化铸铁炮弹，却无法完全达到二氧化硅的熔点范围（1600～1700°C）。那么，沙子又是如何被熔化形成玻璃的呢？

　　提高压强能够降低物质的熔点，帮助玻璃珠形成的还有爆炸时形成的冲击波。这就如人穿着冰鞋站立在冰面上。由于冰刀与冰面的接触面积很小，所以对冰面产生了很大的压强。降低了冰的熔点，使冰刀下的冰熔化成薄薄的一层水，正是有了这层流动的水，冰刀才能以非常小的阻力在冰面上滑行。在冲击波和高温的共同作用下，沙滩上的沙子应该能够被加热熔化，这些被热熔后掉落到地面的沙子就形成了两人在显微镜下观察到的小玻璃珠。整个过程和加工轴承滚珠的工艺可以说完全一样。滚珠轴承的加工过程就是将熔化后的铁水喷射到空气中，液体铁珠在空气中迅速冷却，落下时就是一颗颗小铁珠。他们认为，或许再过100多年，侵蚀和磨损会彻底销毁奥马哈海滩上这场血腥战役的痕迹。即便当某个遥远未来的地质学家在这段地层里找到一颗浑圆的小玻璃珠，那时的人们可能无法想象，这个不起眼的小玻璃珠见证过人类历史上最可怕的相互残杀。

从一粒沙中看人类对自然的影响

　　沙子可以告诉我们许多信息。当你从沙滩上捡起几粒沙子，你的指尖之间捏住的或许是一段跨度数百年的沙子形成史。从美国加州锯齿山脉裸露出地表的石板或花岗岩上剥落的岩块被萨克拉门托河一路搬运到旧金山的海岸边，这里的沙滩是小型有孔虫门生物的埋骨地。另外，一些沙滩几乎全部由珊瑚的遗骸构成。地质学家通过研究沙子的构成和质地，能够揭示沙子形成的历史。美国地质学家麦凯根和伯纳德对旧金山湾区的沙子进行的一次全面研究，发现了这些沙子中蕴含的大量信息。伯纳德团队拥有从海滩、河流、溪谷和海床收集来的大量沙子样本。研究人员仔细分析了这些样本沙的形状、大小和理化性质。他们发现，每粒沙子都具有特殊的“指纹”。分析显示，湾区的沙子主要来自萨克拉门托河和圣华金河。在湾区的沙子样本中，他们发现了金属焊接板的碎片微粒和小玻璃球等人造材料。这种小玻璃球往往出现在高速公路的反光喷漆中，这说明公路排水系统实际上构成了海陆沙循环的其中一条通路。

　　麦凯根在对沙子的研究中发现，一些地区突然出现了之前从未在这些地区生活过的有孔虫门动物和硅藻。这两种小型海洋生物对生存环境十分挑剔，它们肯定是通过某个通道来到了新的栖息地，而旧金山湾区的研究则促使她认为，人造排水管道很可能将这些小型生物送至新的栖息地。沙子不仅存在于海滩和沙漠，沙子也不只是出现在建筑工地、体育场和游乐场，沙子出现在人类活动的大部分地区，一捧沙子就能反映出人类对自然的影响。

推荐访问:有多沙子珍贵

沙子有多珍贵？

沙子讲述登陆日战役

从一粒沙中看人类对自然的影响

最新文章

热门文章