在我們的日常生活中,玻璃瓶堪稱是經(jīng)久耐用的典范,通常情況下,我們將其放置很長一段時間,它們都可以完好如初,那么,一個玻璃瓶,可以在自然界中存在多久呢?下面我們就來聊一下這個話題。 相關(guān)研究表明,人類使用玻璃的歷史,最早可以追溯到4000多年以前,而在公元前1000年左右,玻璃吹制技術(shù)的出現(xiàn)大幅提升了玻璃的生產(chǎn)工藝,在此之后,玻璃就逐漸融入了人們?nèi)粘I睿S著時間的推移,人們對玻璃的需求不斷增加,制造出了大量的玻璃制品,其中的一部分甚至一直保存到了現(xiàn)在。 例如,考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)的古羅馬時期的玻璃瓶(如上圖所示),距今已有2000多年的歷史,這些玻璃瓶在經(jīng)歷了漫長的時間之后,依然保存完好,并沒有受到明顯的損壞或腐蝕,而這也清楚地表明了,玻璃瓶至少可以在自然界中存在幾千年的時間。 為什么玻璃瓶的耐久度會如此之高呢?這其實(shí)是因?yàn)椴AИ?dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。簡單來講,玻璃的主要成分是二氧化硅,從微觀層面來看,盡管其內(nèi)部原子排列在整體上似乎是雜亂無序的,但如果我們將觀察范圍縮小,就會發(fā)現(xiàn)其原子的局部排列卻非常有規(guī)律,這就是所謂的“長程無序,短程有序”。 玻璃的“短程有序”表現(xiàn)為,其內(nèi)部普遍存在著一種非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元——“硅氧四面體”,進(jìn)而讓讓玻璃具有了耐高溫、耐腐蝕、耐氧化和高硬度等特性,也使得玻璃瓶表面致密光滑,外界物質(zhì)幾乎無法滲透進(jìn)來,也不會被微生物侵蝕。 (↑硅氧四面體示意圖) 除此之外,由于玻璃中的化學(xué)成分的價態(tài)基本上都是處于飽和狀態(tài),因此其化學(xué)性質(zhì)也極為穩(wěn)定,很難與周圍物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),實(shí)際上,只有強(qiáng)堿以及氫氟酸這類特殊物質(zhì)才能對其進(jìn)行有效地腐蝕,但這些物質(zhì)在自然界中幾乎不會存在。 也正是因?yàn)檫@些原因,玻璃瓶才能夠在自然界中保存很長的時間。那這是否意味著,假如我們把一個玻璃瓶扔在野外,它就可以一直存在下去呢?答案是否定的,因?yàn)榇笞匀坏牧α浚怯修k法將其破壞掉的。 正如我們所知,玻璃瓶是易碎品,它們很“怕”物理沖擊,而在自然界中,卻存在著各式各樣的外力,例如水力、風(fēng)力、太陽輻射等等,這些力量可以長時間地作用于玻璃瓶,使其不斷遭到物理破壞。 在水力和風(fēng)力的作用下,玻璃瓶會在翻滾、撞擊、摩擦等過程中破碎,而太陽輻射產(chǎn)生的熱應(yīng)力也可以造成同樣的效果,所以隨著時間的推移,原本完整的玻璃瓶會逐漸分解成碎片,隨后這些碎片又會反復(fù)經(jīng)歷破碎,從大塊變成小塊,再從小塊變成更加微小的顆粒,直到最終融入大自然中。 關(guān)于這一點(diǎn),我們可以來看一個具體的例子,在俄羅斯烏蘇里灣有一片海灘,幾十年前,人們曾經(jīng)將大量的玻璃瓶堆積在此地,而隨著海浪的不斷沖刷,這些玻璃瓶現(xiàn)在已經(jīng)變成了圓潤光滑的小石子,再也不是當(dāng)年的模樣,這里也因此成為了一處頗為有名的觀光地,被稱為“玻璃海灘”。 事實(shí)上,前面提到的那些古老的玻璃瓶之所以保存完好,其實(shí)是因?yàn)樗鼈兪锹癫卦诘叵?,進(jìn)而有效地避免了自然界中的物理破壞。 所以假如我們也把一個琉璃瓶深埋起來,它同樣可以保存很久,從理論上來講,如果埋藏條件良好,保存?zhèn)€幾萬年,甚至幾十萬年,也不是不可能。然而即使是這樣,這個玻璃瓶也不會永久地存在,為什么呢?答案就是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動。 簡而言之,地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動是指地殼結(jié)構(gòu)改變以及地殼物質(zhì)變位的運(yùn)動,盡管這種運(yùn)動極為緩慢,但如果時間跨度足夠長,就可以讓地球表面出現(xiàn)巨大的變化,一個典型的例子就是,如今世界海拔最高的山脈——喜馬拉雅山脈,其所在區(qū)域在很久以前,其實(shí)是一片海洋。 所以我們不難想象,就算把一個琉璃瓶埋藏在地下,它也會受到地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動的影響,隨著時間的流逝,它可能會沉降到地球深處的高溫區(qū)域被熔化,也可能進(jìn)入地表外力強(qiáng)勁的自然環(huán)境之中,并最終被大自然的力量分解。 |
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