在我們的日常生活中,玻璃瓶堪稱是經久耐用的典范,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,玻璃吹制技術的出現大幅提升了玻璃的生產工藝,在此之后,玻璃就逐漸融入了人們日常生活,隨著時間的推移,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在。
例如,考古學家發現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?這其實是因為玻璃獨特的微觀結構和化學性質。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,就會發現其原子的局部排列卻非常有規律,這就是所謂的“長程無序,短程有序”。
玻璃的“短程有序”表現為,其內部普遍存在著一種非常穩定的結構單元——“硅氧四面體”,進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,外界物質幾乎無法滲透進來,也不會被微生物侵蝕。
(↑硅氧四面體示意圖)
除此之外,由于玻璃中的化學成分的價態基本上都是處于飽和狀態,因此其化學性質也極為穩定,很難與周圍物質發生化學反應,實際上,只有強堿以及氫氟酸這類特殊物質才能對其進行有效地腐蝕,但這些物質在自然界中幾乎不會存在。
也正是因為這些原因,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,因為大自然的力量,是有辦法將其破壞掉的。
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,而太陽輻射產生的熱應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經歷破碎,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。
關于這一點,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,這些玻璃瓶現在已經變成了圓潤光滑的小石子,再也不是當年的模樣,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”。
事實上,前面提到的那些古老的玻璃瓶之所以保存完好,其實是因為它們是埋藏在地下,進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,保存個幾萬年,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?答案就是地質構造運動。
簡而言之,地質構造運動是指地殼結構改變以及地殼物質變位的運動,盡管這種運動極為緩慢,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,其所在區域在很久以前,其實是一片海洋。
所以我們不難想象,就算把一個琉璃瓶埋藏在地下,它也會受到地質構造運動的影響,隨著時間的流逝,它可能會沉降到地球深處的高溫區域被熔化,也可能進入地表外力強勁的自然環境之中,并最終被大自然的力量分解。
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