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一個玻璃瓶,可以在自然界中存在多久?真的能夠存在200萬年嗎?
2021/12/22
2021/12/22

大約在4000多年以前,人類就已經可以製造玻璃了,而到了西元前1000年左右,「玻璃吹制術」的出現又使得人類製造玻璃的水準得到了大幅度提高,在此之後,玻璃就逐漸融入了人類的生活之中,人們大量的製造和使用玻璃,而其中的一部分玻璃製品一直保存到了現代。

上圖為人們發現的古羅馬時期的玻璃瓶,根據考古學家的判斷,它們已經存在了兩千年左右的時間。可以看到,在經歷了如此長的時間之後,這些玻璃瓶依然保存完好,歲月似乎並沒有給它們留下什麼痕跡。那麼問題來了,一個玻璃瓶,可以在自然界中存在多久?

對于這個問題,人們給出了各式各樣的推測,有說幾萬年的,有說幾十萬年的,甚至還有人認為,玻璃瓶在自然界能夠存在200萬年的時間。

為什麼玻璃瓶能夠在自然界中長時間地存在?

玻璃主要成分為二氧化矽(SiO2),另外還存在一些其它的矽酸鹽,從整體的微觀結構來看,玻璃內部的原子就像液體一樣排列得雜亂無章,但從巨觀的層面來看,玻璃卻表現出很多固體的特徵,科學家將這種特殊的物質形態稱為「非晶態固體」(又稱「無定形體」或「玻璃體」)。

雖然玻璃內部的原子在整體上是無規則的,但如果我們把觀測范圍大幅度縮小,就會發現其近鄰原子的排列卻具有一定的規律,這被稱為「短程有序」。

總的來講,在玻璃內部存在著一種被稱為「矽氧四面體」的構造單元,具體表現為一個矽原子位于「矽氧四面體」的中心位置,而四個氧原子則分別連接著「矽氧四面體」的四個頂點。

這種牢固的構造單元賦予了玻璃耐高溫、耐腐蝕、耐氧化、高硬度等等特點,同時使得玻璃瓶的表面緻密而光滑,以至于外界的物質幾乎無法滲入其中。

除此之外,因為玻璃中的各種元素形成的化合物的價態都處于飽和狀態,所以玻璃的化學性質也非常穩定,通常情況下都不會與周圍的物質發生化學反應,自然界中的微生物也對其無可奈何。正是因為這些原因,玻璃瓶才可以長時間地在自然界中存在。

在自然界中,玻璃瓶真的可以存在200萬年嗎?

由于玻璃的主要成分是酸性氧化物,因此當玻璃瓶長時間地處于強鹼環境中時會遭到腐蝕,此外,氫氟酸也能與玻璃中的二氧化矽發生反應。很明顯,如果周圍環境中存在著強鹼或者是氫氟酸這類物質,那麼玻璃瓶就撐不了多長時間。

當然了,自然界中基本上不會存在這種特殊的環境,那玻璃瓶在自然界中通常會怎麼分解呢?答案就是物理衝擊。

眾所周知,玻璃是易碎的,因此在自然界的水力、風力、冰川運動等外力的長時間作用下,玻璃瓶就會持續地遭到物理衝擊,在翻滾、撞擊、摩擦等等過程中,玻璃瓶就會發生破碎,然後從大塊變成小塊、小塊變成更小塊,如此反復,最終變成非常細小的顆粒,並融入大自然之中。

一個典型的例子就是位于烏蘇裡海灣的「玻璃海灘」,幾十年前,人們在這裡堆積了大量的玻璃酒瓶,時至今日,這些玻璃瓶已經在海浪夜以繼日地沖刷之下,變成了圓潤又光滑的小石子,可以想象的是,在不太遙遠的未來,它們就會徹底地融入大自然之中。

由此可見,玻璃瓶可以在自然界中存在多久,其實是由周圍的環境來決定的,因此可以說,假如一個玻璃瓶所處的環境非常穩定,自然界中的各種外力都無法影響到它,那麼它就可以在自然界中存在200萬年,甚至更久。

需要指出的是,地球的表面一直在隨著地質構造運動而發生變化,雖然這種變化非常細微,但是在經歷了漫長的時間之後,就會造成「滄海桑田」的效果,例如珠穆朗瑪峰所在的區域,在很久很久之前就曾經是一片海洋。

從這方面來看,就算有一個玻璃瓶能夠在穩定的環境存在200萬年甚至更久,它會受到地質構造運動的影響,隨著時間的流逝,它可能會沉降到高溫高壓的地球內部,也可能會進入動力強勁的自然環境之中,並最終被分解掉。




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