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玻璃真的可以存在200万年?其实这才是它的真正归宿!

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  综艺节目《奔跑吧》在一期节目中提到:一个玻璃瓶降解需要200万年。

  乍一听,玻璃的降解貌似的确很艰难。

  已有的生活常识也给我们同样的感觉,玻璃——这种人造物可以被高温融化,可以被碎成渣滓、粉末,但也只是如此。好像大自然并不能再进一步地奈它如何。

  玻璃的生命力当真如此顽强,它真的可以存在200万年吗?


  玻璃、沙子与二氧化硅

  在科学上,玻璃的定义比较广泛,任何加热到液态时会出现玻璃转化的无定形固体都可以称为玻璃。

  玻璃转化是指物质在玻璃态与高弹态之间的转化过程。玻璃态是指加热会变软,再加热会熔化的状态,高弹态是指具有弹性的状态。

  玻璃大致可以分为有机玻璃和无机玻璃两大类,而我们通常所说的玻璃就是指无机玻璃。

  无机玻璃一般是以多种无机矿物为主料,再辅以少量其他原料制成的,常见的主料有石英砂、硼砂、长石等。

  无机玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO),它是一种性质比较稳定的酸性氧化物,在自然界中主要以石英的形式存在。


  石英

  石英是地壳中含量仅次于长石的矿石,我们所熟知的水晶正是石英的一种,只有无色且完全透明的石英才叫水晶。

  虽然颜色发黄的沙子与透明的玻璃除了都有点硬之外,其他方面好像都不怎么搭边,但其实一般的沙子与玻璃一样,主要成分也是二氧化硅。

  既然主要成分一样,那我们自然会联想到用沙子来炼制玻璃。事实上,至今为止这种做法已经相当成熟。

  比如石英玻璃就是以纯净的硅砂炼制而成,因为成分的单一纯净性,石英玻璃具有比普通玻璃更好的抗热震性和耐热性。


  顽固的玻璃

  根据上面的介绍,我们知道了玻璃其实就是二氧化硅和其他硅酸盐的混合物,玻璃的性质本质上是二氧化硅和硅酸盐的性质。

  玻璃的稳定甚至是“顽固”可以从二氧化硅以及硅酸盐的化学性质和物理性质来解释。

  首先,SiO的基本结构单元是四面体,一个Si在四面体的中心,四个O分别位于四面体的四个顶点。

  显然,这是一种很牢固的组成结构。而对于整个晶体来说,它是许许多多个正四面体连成的空间立体网状结构。

  这一奇特的骨架结构,赋予二氧化硅相当出色的物理性质,比如较大的硬度,耐高温,抗震等。

  而这种硅-氧四面体结构同时存在于硅酸盐中。

  玻璃的稳定性,正来源于此。


  SiO晶体结构

  特殊的物理结构赋予二氧化硅和硅酸盐出色的物理性质,也自然使得玻璃在物理层面具有了“极顽强的生命力。”

  你尽可以将它们砸成碎渣,烧成液态,但却无法破坏其根本。

  显然,玻璃“不吃硬”!,那它是否吃软?

  其实,二氧化硅除了具有稳定的物理特性,还具有稳定的化学性质,一般不与生物反应。只与强碱(比如氢氧化铯)和酸中的氢氟酸可以发生反应。

  雕花玻璃正是利用了二氧化硅可溶于氢氟酸的特性。

  看得出来,虽然存在能与二氧化硅反应的物质,但一块丢弃在大自然中的玻璃很少有机会能碰到强碱或氢氟酸。

  于是,不管如何风吹日晒雨打,似乎依旧都很难到伤玻璃半毫。然而,玻璃真的会一直保持“原来的样子”吗?


  玻璃的归宿

  开篇我们提到了“降解”一词,但其实说玻璃可被降解是不严谨的。

  降解一般是指有机化合物中的碳原子减少,分子量降低的过程,而玻璃显然不是有机化合物。

  在自然界中,没有一种微生物会对玻璃感兴趣,它们更倾向于去分解一些纸张、树木和动植物尸体。

  虽然玻璃不受微生物的青睐,但在大自然中还是有处理它的方法的,不需要人类去出手,那就是风化和侵蚀。

  风化与侵蚀是两种不同的自然作用力。


  简单说,风化是坚硬的岩石或矿物在与大气接触的过程中,因发生了物理或化学变化而在原地松散堆积的过程。而侵蚀是指像水流、冰川等在外力作用下发生运动而改变地貌的过程。

  坚硬的岩石矿物可在风化和侵蚀作用下松散,瓦解,甚至变成细沙,而玻璃正是有着同样的宿命。

  坚硬的玻璃在风化和侵蚀作用下,依旧会被迫“屈服”,尽管这需要很长的时间。但在近海来说,由于水力的冲击这一过程显然是更快的。

  去过海边的朋友可能见过一种墨绿色的鹅卵石,但拿起来仔细端详后发现,这竟然是一块被磨平棱角的啤酒瓶碎片!

  原来,玻璃真正的归宿在这里。

  即使体积被磨损的再小,它们也会成为地球的一部分,久久地存在。


  最后:

  即使玻璃不可被分解,也难以在自然界中消失,但这并不会对生态造成污染或不良影响,因为它并不具备污染性。

  只是锋利的玻璃碎品可能会误伤到人或其他动物,当然,所有锋利的器具都会这样。

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