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关于沙,你不知道的20件事

2020-05-21秋菊琳达

奥秘(创新大赛) 2020年3期
关键词:石膏沙子

●秋菊 译 琳达 编

新墨西哥白沙国家公园

1.你在厨房里做饭的时候经常和沙子打交道。砂也称作沙,是一种建筑材料。砂被定义为由特定尺寸范围内的颗粒组成的任何材料,也就是砂可泛指细碎如砂的物质。所以糖和盐通常也算沙。

2.但是石膏沙子要少见得多,因这种沙而出名的是位于新墨西哥州的世界上最著名的自然奇观之一——白沙国家公园。大约二亿五千万年前,这一地区曾经是一个内陆海,随着时间的流逝,内陆海的海水渐渐地消失了,而钙和硫磺却留了下来。这些矿物质形成了石膏岩。然后,七千万年前,地球白沙国家公园表面,或地球外壳向上隆起,这些岩石形成了两大山脉。后来,地壳裂开,这一地区下沉,形成了一个半圆形的碗,这个岩石碗就是著名的杜拉萨盆地。

3.大约24000年前,这一地区的雨量很大,雨水填满了杜拉萨盆地,进而形成奥特罗湖。从山上冲下来的雨雪携带着石膏冲进了奥特罗湖。后来,奥特罗湖几乎完全干涸了,石膏以结晶的形式沉淀下来,湖泊的水缓慢蒸发后,在冻结和融化、潮湿和干旱等自然力的作用下,石膏晶体最终破碎成沙子。在大风的作用下,沙子不断推进,形成了沙丘。

沙滩沙的成分差异很大。上方(从左至右)是来自纽约、津巴布韦、夏威夷、菲律宾和澳大利亚的沙子。

4.最常被认为是沙子的材料是二氧化硅,由石英晶体制成,可以自然地破碎,直径约为1毫米。在海滩,硅砂与珊瑚、壳类和其他生物的碎片相混合。

5.虽然各种各样的沙子通常是由材料分解成的较小的碎片,但在含有高浓度碳酸钙或某些其他矿物质的水中,相反的情况可能发生。随着时间的推移,一种微小的颗粒被矿物质包裹,形成一种类型特殊的沙粒。

6.珊瑚科的一个属中,按重量计算的话沙子占比高达65%;它们使用这种材料来建造它们的框架,使它们更能抵抗气候变化的影响,如海洋酸化。珊瑚沙,是以珊瑚碎屑为主并由石灰藻、孔虫、棘皮动物碎片组成的钙质砂。其钙质含量达90%,主要分布在珊瑚岛或珊瑚礁周围。中国南沙群岛、西沙群岛等地的大部分海滩即由珊瑚沙组成。

7.人类还使用沙作为建筑材料,挖掘很多的沙子用作混凝土修筑。近年来,由于市场需求高,导致全球非法砂石呈爆炸式增长。2013年估计每月约有价值1600万美元的砂石在黑市交易。

8.印度的沙滩黑手党因在非法收集和出售这些材料的过程中使用暴力、贿赂和胁迫而臭名昭著。根据《连线》杂志2015年的一篇文章,印尼几十个岛屿已经消失,生态系统受到的破坏如此之大,以至于越南、马来西亚和印度尼西亚等国都对沙子出口实施了限制或禁令。然而,对沙子出口的限制似乎效果并不明显,非法采沙业吸引了犯罪团伙在黑市上出售这些材料,无数人被牵连送命。

9.联合国环境规划署发现,从2011年到2013年,仅中国使用的水泥就比美国在整个20世纪用的水泥还要多,并且在2012年,全世界使用的混凝土总量足以在赤道周围垒起一面729平方米的墙。我们都知道特殊的沙子被用于建造业,然而不幸的是,沙漠中丰富的沙子对我们来说用处不大,因为这些颗粒太光滑了,不能很好地结合在一起。

10.人类下一个资源危机:沙子将被耗尽。沙子与化石燃料一样,需要几个世纪的时间才能形成 ,但人类却正加速使用沙子。

11.在21世纪,我们几乎不可能展望沙资源枯竭的世界。因此,一些公司和初创公司已经开始寻找替代方案,改良使用通常被认为不可用的“野生沙子”。

12.2017年的一项研究将采矿与海岸侵蚀加剧联系起来,特别是在易受海啸影响的地区造成的破坏更明显。没有沙质缓冲区,致命的海浪更具破坏性,撤退的海啸将沙子拖入海洋,加剧了问题。

13.挖沙的过程也会污染地下水。最直接的影响是导致斯里兰卡的农民很难找到干净的水来种植农作物。当开采沙质栖息地时,植物和动物可以随着运输而被带走并侵入新的地区,挤出当地野生动物。

14.一些讨厌的物种也生活在沙子里,例如名为沙蚤的寄生昆虫。沙蚤是一种直径大约1毫米的蚤类,生长在非洲热带地区,其中母沙蚤会从裸露在外的脚底或脚趾甲钻入人体内产卵。轻则造成双足溃烂,重则致命。公沙蚤与其它蚤类相同,在吸血后便离开宿主。2010年,乌干达东部爆发沙蚤病,超过2万人感染,有20人死亡。

15.仔细观察,你会在沙子里发现更多的生命:2017年,马克斯普朗克海洋微生物学研究所的研究人员发现了生活在单粒沙子表面的各种微生物的整个群落。

沙蚤的彩色扫描电子显微照片。这只雌性热带沙蚤会先到人的皮肤里吸血,然后体重比正常大小变大很多倍。被咬伤的地方周围会疼痛和瘙痒,且经常会被感染。

16.关注这些东西的另一个原因是:沙子取证专家有时可以从这些样品中辨别出存在的矿物质,以及砂粒的起源和粒度等特征。

17.但是研究并不理想。2016年的一项研究发现,从橡胶鞋底收集的沙子样本只显示这个人走过的最新路面材质。

18.同年,另一个小组分析了土耳其海岸风景名胜区克利奥帕特拉海滩的样本。这里曾是埃及艳后克利奥帕特拉与著名的情人马克·安东尼激情邂逅的地方。传说,当克利奥帕特拉和安东尼在这里相遇时,安东尼为了表达他的爱意,命人从埃及用船运来大量的白沙将当时属于自己的土耳其绿松石海岸覆盖了起来,只为了让他的爱人克利奥帕特拉远离乡愁。

19.在现代,大量的沙子定期运往海洋。新加坡和阿拉伯联合酋长国等小型沿海国家进口了大量沙子,通过人造岛屿将其土地扩展到海洋中。

20.2016年,研究人员依靠对火星过去和现在的沙丘进行测量,以更好地了解红色星球的古老环境。据有关研究人员解释:这将使科学家了解水在火星砂岩形成过程中所起到的作用。因为有专家认为,这种砂岩是远古时期液态水在火星流动的证据之一。

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