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全世界都爱球:球形风景 (博物2010.06选读)

(2010-06-13 11:37:01)
标签:

博物

中国国家地理

自然

地理

世界杯

杂谈

    这个6月,因为世界杯,球也理所应当成为这个星球上最热火的形状。有人说“在空间内到一点距离等长的点之集合谓之球”,完美的球表面各点到球心的距离相等,在这种情况下,球能够最大程度减少摩擦,自如地向各个方向滚动。球还是相同体积的情况下,表面积最小的形状。无论是脚下的地球还是绿茵场上的足球,我们身边的球实在太多了,那么在自然界里,有没有哪些沉默的景观,也是圆溜溜的球形呢?

 

http://image.dili360.com/nh/jcjx/2010/6_26251730_20100601084439.jpg(博物2010.06选读)" TITLE="全世界都爱球:球形风景 (博物2010.06选读)" />
    美国南加州的沙漠巨石阵中,石墙顶端的小石球,巧夺天工,这些带着巨大裂缝的大石头和小碎石一开始是埋在地下的整块巨石。

 

  上帝手中的“健身球”

  我们经常用“花岗岩脑袋”来形容一个人思想冥顽不化,用“花岗岩般的防线”来形容阵地牢不可破。其实在自然界里,要论坚固,花岗岩还真排不上号。花岗岩主要成分是石英、长石、黑云母和角闪石,尽管硬度不低,但是花岗岩天然会形成三组彼此垂直的节理,也就是裂纹,就像三维坐标轴的x、y、z轴一样。一块巨大的花岗岩上会裂开若干个彼此垂直的节理,结构上就像一块块棱角分明的方砖堆在一起。

 

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    在加拿大干涸的河道上,这样的石球是否令你惊叹?水流和风是自然手中最细腻的磨刀石,要打磨这样一个圆球,却需要千万年的时光。

 

 

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    花岗岩石球里有什么,切开来看一看。在澳大利亚的彩虹蛇蛋场中,巨大的金红色石蛋中,居然还有一块被从中一切为二,让人不得不遐想是不是真有一个孙悟空蹦出来了。风、水、温度和阳光合力侵蚀的结果,会让巨大的岩石从中裂开。

 

  在风雨侵蚀中,立方体的角上受到三个方向袭来的风化,消磨得最厉害,棱上受到两个方向的风化,侵蚀强度次之,面上只受到一个方向的风化,侵蚀效果最弱,所以越是凸出的棱角越是风化得快,渐渐地,棱角一点点缩减,最终趋向球形。好端端的一大块刚毅的花岗岩山体,由于这种球状风化,千百万年后竟然会变成浑圆光滑的石球组,真像是老天爷掌中的健身球。

  来自火山的球形“弹药”

  我们脚下的地壳是坚硬的固体,但是这层固体其实坐落在流淌的炽热岩浆上。岩浆要想看看外面的世界,就只能通过火山这条高速公路离开黑暗的地底。地球上有形形色色的火山喷发,只有当喷发的力度适中时,黏稠的岩浆既不是像河流一样流淌,也不是被炸成碎屑四处飘散,而是被一定的力量一股股、一团团地抛向高处,在空中逐渐冷却,有的被甩成了麻花形、纺锤形,也有很多因为表面张力的原因,在飞上天空时还是液态的岩浆,在空中一边冷却一边收缩,落到地面时已经成了接近球形的石蛋。在火山口附近仔细寻觅,圆圆的火山弹说不定就埋在你的脚下呢。

 

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    阿根廷月亮谷有一块“球场”,遍布着滚圆的泥质小球,它们是如何形成的,至今还是一个谜。

 

 

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    滚烫的液体被火山猛烈地抛到空中,因为流体动力学的作用,岩块成了圆滑的形状。球形的火山弹很多见,有时滚烫的岩浆弹落地时沾满了火山灰,就像“虎皮蛋”一样。

 

  这个“结核”不生病

  结核是人人为之色变的传染病,却有另一种“结核”,可是真正吸收了“大地之灵气”的圆球。

  当挖开厚重的岩石时,有时候会发现,原本质地均一的石头,居然会夹杂一些团块,大小不一,尺度从几厘米到几十厘米不等,有的甚至超过1米。它们突兀地出现在岩层中,就像是切片面包里面嵌入的葡萄干、冰棍里撒的红豆,颜色、质地、成分明显和周围岩石不一样,把周围的岩石小心地剥离,能把团块完整取出来。这些团块,就是大地的“结核”。

 

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    中国地质博物馆的院子里,有这样两枚巨大的硅结核,直径超过1米。

 

 

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    与此相映成趣的,是馆内陈列的黄铁矿结核,如同一个个金黄可爱的小核桃

 

  结核多出现在沉积岩里,沉积岩的形成是各种碎屑逐渐堆积和压固的结果,一些矿物质具有独自聚集和凝结的性质,在沉积岩形成的过程中,当出现一个可以成为“主心骨”的凝结核后,周围的这类物质就会纷纷向它靠拢,一层层凝聚在它的外围,最终,这个结核变成了岩石中一个越长越大的“异物”。凝集的矿物从各个方向赶到凝结核这儿报到,所以结核往往呈现球形,剖开结核往往还能看到洋葱那样一层层的结构。

  自然界很多地方都存在这种结核现象,在水蒸气过饱和的地方撒入粉尘等凝结核,水汽就会迅速一层层凝结在其周围形成水滴或冰滴,这也是飞机排放的尾气会凝结成一道云迹的原因。

  自然界中比较常见的结核有石灰岩中的燧石结核,砂岩中的铁结核、黄铁矿结核等。另外现代海底有大量的铁锰结核。由于这些结核中金属物质含量高,其中很多都带有奇异的纹理和闪烁的光芒,剖开灰扑扑的岩层,这些神秘的小球让人惊艳。

  碳酸钙“汤圆”

  在一些喀斯特岩洞的地面上,绵延错落地生长着石梯田,每一小块梯田都是水平的,四周略高,盆内还略微盛着水,像一朵朵荷叶。这荷叶上怎么有的也有水珠?原来是盛在其中的一颗颗小巧可爱的石头珠子。这些珠子小的直径几毫米,像珍珠,大的直径几厘米,像鸡蛋。小石珠外表光滑剔透,呈灰白色至淡黄色,漂亮得就像一个个糖球。

 

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    在静谧的喀斯特洞穴里,没有一丝风,在积水的地方,因为水流和涟漪持续轻柔地揉搓“碎屑”,使得这些圆滑的穴珠好似喀斯特呈现给我们的一碗可口点心。切开看,这些“珍珠”还具有同心圆结构。

 

  这些石球叫穴珠,它的形成条件非常苛刻,不可能像石笋那样由某种单纯的流水来完成。穴珠的典型形成过程是这样的:必须是在岩洞底部已经形成了石梯田之类的“容器”、出现静水环境后,洞顶的饱含重碳酸钙的水滴开始缓缓滴入静水中,此时静水里恰好有一些岩石碎屑可以作为凝结核,于是水中的碳酸钙开始析出,吸附在凝结核周围,这就是穴珠的雏形。如果洞穴上方的滴水无法滴到雏形穴珠周围使它轻轻晃动,如果没有不定期的地下水流使得静水里也出现一些小的涟漪,这雏形的穴珠必然会长成一个新的石笋。不强不弱的滴水和流水使得穴珠一边生长,一边晃动翻滚,使它自行产生类似于双手揉搓汤圆那样的动作,这样才会越来越圆。

  价比黄金的球形珍玩

  自然界中还有一些可以拿来把玩的小球,堪作珍玩的当数金刚石,天然金刚石原始状态下就能呈现出六面体、八面体、十二面体、二十四面体、四十八面体的多种天然外形,当多面体面数越多,金刚石就越接近球形,尤其是天然的金刚石,在形成中受高温影响发生熔蚀作用,棱角消磨,愈发的浑圆。

 

http://image.dili360.com/nh/ml/2010/6_26251640_20100601083721.jpg(博物2010.06选读)" TITLE="全世界都爱球:球形风景 (博物2010.06选读)" />
    因为没有溶蚀作用,石榴石的球体,比起钻石来,更像是一个个老式的小足球

 

 

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    整颗的金刚石球虽然珍贵,却并不稀少,其实天然环境中金刚石的微小晶体也会聚集在一起,形成致密的球形聚晶,称为球粒金刚石。

 

  如果觉得金刚石太为昂贵,可以看一看另一种同样美丽,却平易近人得多的自然圆珠。石榴石是一种常见的宝石类矿石,纯净的石榴石半透明,可呈紫红、玫瑰红等漂亮的颜色,晶体为菱形十二面体或者四角二十四面体,几乎就接近于球形。石榴石价格并不贵,这种带着高贵酒红色光泽的小石球已经成为了很多人收藏的珍玩。(选自《博物》2010年第6期 撰文/秦为夷 摄影/唐志远)

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