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沙滩,比你想象得更绚彩Comments>>

发表于 2012-01-11 13:40 | Tags 标签:, , ,

作者:Lithium

双脚踩在细软的海滩上,眼前湛蓝的天空与海水交相辉映,湿咸的海风吹拂过你的发梢。还有什么,比阳光下的海滩令人向往?

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【一对新人在纯白的Hymas海滩上热吻。这里的沙由纯度近乎百分之百的石英组成,被吉尼斯世界纪录评为“世界上最白的沙”。图:idoidoweddings.com.au】

石英:沙滩的主角

为什么全世界的沙滩通常都是金黄色?这要从沙的成分谈起。在地质学中,沙,更专业地说,砂,根据伍登·温特华斯的分级方案,指的是粒径在0.0625至2毫米之间的颗粒。砂的组成千变万化,但一般而言,主要成分是石英,占整体的2/3以上。其次是长石和岩屑,各可占到10~15%,远小于石英。石英呈现无色、白色或黄色,因此沙滩远远看去,就是一片金黄。某些地方的海滩,如美国佛罗里达的Siesta海滩和澳大利亚新南威尔士的Hymas海滩,由近乎百分之百的石英组成,因而洁白无瑕。

不过,为什么单单是石英独领风骚?让我们回到沙的母体——在地表出露的岩石,也就是“母岩”说起。岩石经过风化作用的洗礼,逐渐分崩离析,变为碎屑。风吹日晒,氧化酸蚀,生物生长,都是瓦解岩石的动力。通常是水流,有时也有风与重力的作用,搬运这些碎屑。在搬运过程中,碎屑又进一步破碎,磨蚀,最终汇入大海。在海洋与大陆邂逅的海岸,河流向海中源源不断地输入泥沙,也有波浪、水流与风暴时不时将海中的泥沙冲到岸边,形成沙滩。

【风化作用是一种对地壳表层岩石的破坏作用,可分为使岩石机械破坏的物理风化、发生化学变化的化学风化和生物参与的生物风化。图:Till Niermann, Dawn Endico, Saperaud, Nigel Corby, Jerzy Opioła, Till Niermann & Zayance/wiki】

从母岩到海滩的长途迁徙中,一方面,碎屑的结构悄然发生改变——形状变得更圆、个头变得均一,棱角也被打磨干净。另一方面,这次跋涉也是一次对岩石中各种成分风化稳定性的艰巨考验。碳酸盐矿物如方解石,很容易溶于水中,早早就消失不见。岩浆岩中常见的铁镁暗色矿物,如橄榄石、辉石、角闪石,在地表极易分解。本是地壳中第一大造岩矿物的长石,也在这场较量中甘拜下风。唯有石英,既有高达7的莫氏硬度,又不易发生化学反应,最终身经百战,脱颖而出,在世界各地的沙滩上绽放光彩。

【地质学家总结出的地表矿物的风化序列。连续和不连续序列分别反映了浅色硅铝矿物和深色铁镁矿物的风化速率顺序,而这也正好是它们在岩浆冷凝结晶过程中的生成顺序。越在地球深处,高压和高温下形成的矿物,在地表就越不稳定。图:Rob Lavinsky, Didier Descouens & Rock Currier/wiki; Orbital Joe/flickr】

彩色海滩,摇曳多姿

不过,并非所有的海滩都主要由石英组成,也并非所有的碎屑都经过长距离的搬运。在一些海滩,砂粒直接来自离海岸不远的岩石。因此,这里的沙滩成分,就与海岸的地质构造密切相关,颜色也千变万化,远不止白色与黄色。例如,位于美国加利福利亚洲的Pleitiffer海滩,因拥有紫色与白色相间的花纹而独一无二。它的紫色,来源于周围岩层中含锰石榴石形成的颗粒。

【Pleitiffer海滩拥有独特的彩色相间花纹,其紫色来源于岩层中的含锰石榴石。图:Simon Bisson/flickr】

夏威夷群岛,这个火山作用频繁的热点,虽然整体面积和北京市差不多,却汇聚了全世界最丰富多彩的海滩类型。位于大岛的Punaluu海滩,是一片罕见的黑色沙滩。火山作用喷发的熔岩流入海水,迅速冷却并瓦解破碎,在海浪的熏陶下打磨成细粒的黑沙。夏威夷火山作用的熔岩,几乎都是基性的玄武岩。这种火山岩富含辉石、橄榄石等暗色矿物,也含有一些铁的矿物,如磁铁矿、钛铁矿,因此一般为黑色。

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【Punaluu海滩不仅招徕众多的游客,也是一种濒危物种绿海龟的聚居地。图:Michael Hanscom/flickr】

位于夏威夷大岛南部的Papakolea海滩,是一片由橄榄石铺就的绿色海滩。它同样由一座火山渣锥侵蚀形成。在海浪的强劲冲刷下,玄武岩中的其他成分,如辉石、二氧化硅被带走,而密度较大的橄榄石则渐渐汇聚起来。

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【Papakolea海滩,橄榄石铺就的绿色沙滩。】

而位于夏威夷毛伊岛的Kaihalulu海滩,则拥有别具一格的红色。这片海滩向海一侧是一列礁体,形成与大海分隔的天然屏障。身后是火山喷发形成的火山渣锥(cinder cone),不断被海水侵蚀。由于长期没有新的火山作用,火山岩得以长期暴露,岩石中的铁质逐渐被氧化成砖红色三价铁。碧蓝的海水,搭配上鲜红的沙滩与山体,掩映在郁郁葱葱的铁木的绿色之中。值得注意的是,因为Kaihalulu海滩位置偏僻,抵达不便,因此吸引了不少天体浴爱好者。他们全身赤裸,更平添了这片血色沙滩的风骚。

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【色彩红艳的Kaihalulu海滩,周边是同样鲜红的山体以及郁郁葱葱的绿植。】

生物的精彩

石英铺就的纯白,玄武岩的乌黑,橄榄石的碧绿……砂粒无机成分的差异,造就了炫目多彩的海滩。构成砂粒的另一支中坚力量——生物,也不可小觑。大到张牙舞爪的甲壳纲,五彩缤纷的珊瑚,小到随波逐流的有孔虫、硅藻和放射虫,众多海洋生物都能形成钙质(或硅质)的骨骼或壳体。在波浪、水流等作用下,它们破碎成细小的颗粒,搬运到岸边堆积起来,形成海滩。一些生物也参与到制造珊瑚沙的过程中,如鹦嘴鱼能啃下珊瑚,在消化道里进一步碾碎,以沙、泥的形式排出体外。

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【一些能够产生钙质骨骼或壳体的海洋生物。图:Esko Jäntti, Invertzoo, Jan Johan ter Poorten, H. Zell, Drow_male, Jon Zander, Hans Hillewaert, Daviddarom, Mgiganteus, Udo Schmidt, Tomomarusan & Psammophile/wiki; John Donges & PeterEdin/flickr】

在热带亚热带地区的珊瑚礁岛屿上,珊瑚和其他海洋生物的骨骼,是沙滩的主要成分。这些海滩通常呈现白色。不过,由于生物成分的差异,也能发生变化。位于巴哈马Harbour岛的粉色沙滩,应该是世界上最浪漫的沙滩。这里的沙子里含有一种Homotrema rubrum的有孔虫的遗骸,它的红色与珊瑚沙本来的白色混杂一起,调制出具有令人心醉的粉红色。

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【性感而又浪漫的粉红沙滩,无疑是俘获恋人芳心的最佳圣地。图:mbostock/flickr】

最后,来看看人类自己的沙滩吧——这可不是指那些挤满比基尼美女的海滩,而是人类亲手造出的作品。在加利福利亚洲的Fort Bragg,有一片由玻璃铺成的海滩。这里曾一度是镇上丢弃废弃物的地方,后来政府开始加以保护。大件物品和金属物品被人们清理走,只剩下一些玻璃,如窗户、酒瓶,遗留在海边等待时光的改造。不用担心玻璃会割伤手脚——日复一日的波浪已经磨去玻璃碎片的棱角,让它们变得圆润亲切起来。

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【独一无二的玻璃海滩。即使不会魔法,你也可以在这里学会在玻璃渣上行走的本领。图:randystorey/flickr】

[1] 姜在兴 主编. 沉积学. 北京: 石油工业出版社, 2003.
[2] 绮丽的彩色沙滩.中国国家地理
http://discover.news.163.com/09/0105/10/4UST5SQA000125LI.html
[3] 7 beautifully bizarre beaches
http://matadornetwork.com/trips/photo-essay-7-beautifully-bizarre-beaches/
[4] 维基词条:Punaluu Beach,Red Sand Beach,Papakolea beach,seashell,coral sand, glass beach

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20 Responses to “沙滩,比你想象得更绚彩”

  1. EnKa说道:

    Hyams Beach, not Hymas

  2. tim说道:

    wonderful!!

  3. 89度热水说道:

    还以为说显微镜下的

  4. 天天天说道:

    学习了!

  5. 啃制石器说道:

    玻璃沙滩海浪冲刷不到的地方肿么办

  6. 可知鬼知道说道:

    好想去海滩……

  7. pip说道:

    Pleitiffer海滩下面的配图错了吧,和海洋生物的一样。

  8. 秋水仙素说道:

    求玻璃渣滓

  9. ZHX说道:

    第四张图贴错了吧,紫色沙滩去哪儿了

  10. yutouguai说道:

    在微博上看到了照片,便迫不及待来网站看详细内容,漂亮!

  11. 双黄蛋说道:

    本文章的评价:有营养,味道好。

  12. 达达说道:

    文章娓娓道来,再配上美图,让阅读变成一种乐趣.

  13. xuanxuan说道:

    玻璃渣上行走,太酷了!

  14. Villy说道:

    这些图像是如此美丽。 ;)

  15. [...] 本文亦发表于果壳网与科学松鼠会。 [...]

  16. 桑果说道:

    很好,很受启发。

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