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撰文 | Mirror

石头入水即沉是知识,但下面要先容的这种石头并非“常石”。

浮石 | 图源:Wikipedia

它叫做浮石(pumice),名字已经《jing》点明晰它的与众差异之「zhi」处。

图源:gfycat

看到浮石的样子,你就能立马明了它为什么会浮在水上。它看起来就像石化的海绵宝宝。

浮石中的孔洞占总体积的64%到85%,也就是说它内部充满空气,主要由二氧化硅组成{cheng}的矿物只占了一小部门。

一卷纸币就能〖neng〗支持住浮石 | 图源:Wikipedia

石头界的海绵宝宝是怎么形成的呢?

由于它经常泛起在海上或海边,昔人曾以为它是海上的浮沫固结而成。但它的生母并非柔情的水,而是浮躁的火山。

图源:Wikimedia Commons

火山喷发后,大量炽热的岩浆涌入冰凉的海水,迅速冷却,内部压力骤降,气体消融度降低。正同刚打开的可乐瓶会‘hui’释放大量二氧化碳,原本消融在岩浆中的气体纷纷逃逸形成气泡。由于岩浆在瞬间凝固,二氧化碳等气体才冒了下泡就被定格在其中,形成大量孔洞。因此浮石也是一种火山玻璃

这些火山有的来自岸上,有的则隐于海底。通常来说,岸上的火山喷发发生的 de[浮石对照小,大「da」不外高尔夫球。而海底火山直接将岩浆喷到海里,发生的浮石一样平常有苹果巨细。它们漫‘man’衍在火山周围数千米的局限内。大量浮石聚在一起有时会形成一座浮岛,被称为“浮石筏”(pumice raft)。

卫星拍摄到汤加群岛周围的浮石筏 | 图源:NASA

2019年,汤加群岛周围的热带海域泛起了一座150平方千米的“浮岛”,它由海底火山喷发形成。

浮石筏上的大量浮石 | 图源:ayman masry

浮石筏上充满了大巨细小、密密麻麻的浮石,散发着硫磺气息,一起向着澳大利亚移动。科学家以为它将为衰落中的大堡礁带来新的生气。

浮石会在海上远程旅行。1979年,汤加周围海底火山喷发形〖xing〗成的伟大浮石筏就一起漂到了数百千米外的斐济。喀拉喀托火山发作形成的浮石则在印度洋上漂荡了20年。这些漂浮不定的石头有时会威胁到过往船只。

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不外,浮石也不会一直落难下去,它们「men」最终照样会沉 chen[入海底或被送上岸

图源:Wikimedia Commons

这是由于浮石的气孔结构并非完全密封,而是部门与外界连通的。随着气体逐渐消耗,水‘shui’流入侵,浮石终将竣事漂浮生涯。

但令科学家感应不解的是,纵然是一块海绵完全浸湿了也会沉,而海上波涛汹涌,浮石为什么能浮数年之久?

伯克利实验室的科学家用同步加《jia》速器发射X射线扫描浮石,并举行3D建模,这才看透了其中的隐秘。

3个浮石样本中的大气泡(上)和所有气泡(下)| 图源:Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

他们发现,浮石的沉浮背后是与水的博弈。浮石中密布着许多头发直径宽的细小孔隙,周围的水在毛细管作用下沿孔隙渗入,并笼罩在孔洞中无处可逃的气体,形成气泡。由于水的外面张力,这些气泡难以移动,被困在石头中。

水(蓝色)进入浮石孔洞后笼罩气体(白色)形成气泡 | 图源:Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

然而,随着液体渗流,这些气体照样会逐渐扩散出去,终归要石沉大海。科学家用渗流理论(percolation theory)形貌了这一历程,以此展望浮石的“浮生”有多长。

研究者在实验室中还发现了一个有趣的征象:有的浮石日间漂浮,夜里下沉

难不成这家伙还要睡觉?

这些石头可不是由于漂累了夜里想休息,而是由于“凉了”。日间气温高,浮石中的气泡膨胀,发生更大的浮力;反过来,夜里温度降低,气泡变小,水流渗入,有的浮石就撑不住了。

加热后的浮石(最右侧2个)气泡(白色)削减,渗水(蓝色)增添 | 图源:Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

研究者直接用高温加热浮石后,这些浮石就完全浮不起来了。X射线扫描效果显示,其中的气泡都小了许多,被水流所侵占。

浮石不仅物理性子特殊,它还蕴藏着地质、生物演化的历史。来自水下火山的浮石让甜睡海底的隐(yin)秘浮出水面。浮石的多孔结构富集了许(xu)多营养物质,为藻类、珊瑚虫等动植物缔造了生(sheng)计条件,这些生物随着浮石‘shi’落难,被带到了天下各地,在新的家园扎根。

除了研究价值,浮石也被应用于人类生涯的各个领域

浮石多孔的特征适适用来磨器械。最常见的就是搓脚石,用来磨去脚底厚厚的角质层。

浮石磨成粉后也可以作为皮肤的去角质剂。几千年前的昔人没有现在这样厚实的洗护用品,他『ta』们还会用浮石去除毛发、老茧,以及磨指甲。古罗马人还会在牙膏中加入浮石粉,作为抛光剂,磨掉牙菌斑,但磨过头了也很伤牙。

浮石用在人身上狠了点,然则作为强力清洁剂照样不错的,可以轻松磨掉水垢和铁锈。服装制造业也会用浮石来洗牛仔裤,制造出盛行的做旧感。

轻飘飘的浮石不适合直接用作修建质料,不外磨成粉后可〖ke〗以添加在混凝土中作为胶凝质料,提高混凝土的耐久性。

在园艺界,浮石则被用来装饰盆景。将它混在土壤,还可以增强土壤的排水透气性,让植物生长得更好〖hao〗。

看似“轻浮”又其貌不扬的浮石,这不比若干“花瓶”石头着实得多?

封面图泉源:NASA

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