石钟山是怎么形成的?借助科学还原大自然的鬼斧神工


在上一篇文章中,我们已经知道了如何用“同位素”去测量一块岩石的年龄。但岩石一般都是历经千百载才呈现于我们眼前,我们有没有可能快速看到岩石的形成呢?

有了科学的力量,当然可以! 今天,知力君将带各位小伙伴们一起来见证石钟山的快速形成。

实验材料

洗涤碱(碳酸钠)、热水、废旧毛巾、线绳、剪刀、勺子、小碟子、两个相同的烧杯。

实验步骤

STEP1

将热水倒入两个烧杯,使水面距烧杯口2厘米,以避免在实验过程中热水溅出烫伤。

STEP2

分别向两个盛有热水的烧杯中倒入同样多的洗涤碱(尽可能多地倒入),边倒入边搅拌,以保证所有倒入的洗涤碱都能够充分溶解。

STEP3

将废旧毛巾对角叠成一个三角形,沿着叠好的三角形长边将毛巾紧紧地卷成一个卷。

STEP4

用线绳将卷好的毛巾卷的两头和中间紧紧缠住,系紧,再将多余的长绳子剪掉。

STEP5

将精心缠绕系紧的毛巾卷的两头,分别放入两个烧杯中,确保毛巾的每一段都能触到烧

杯底。

STEP6

让毛巾的中段自然下垂,使整个毛巾卷形成一个英文字母M的形状,M中部的低端,要和桌面保留有一定的距离,并且在下面,再放置一个小碟子,用来做“石钟山”形成的底座。

STEP7

把还未成形的石钟山放在不容易被碰触的地方,等上一周。一周之后,迷你石钟山就出现了。

如果你还恰巧会延时摄影,

那么,你就可以记录

这一周内石钟山的生长情况啦!

那到底是什么样的科学力量

帮我们重现大自然的鬼斧神工呢?

科学原理

洗涤碱在热水中的溶解度比在常温水中的溶解度更高,所以当热水中溶解的那些在常温水中溶解不了的过量洗涤碱,会在热水降温的过程中,慢慢析出,形成碳酸钠的晶体,就像白白的石质物质一样。

在这个降温的过程中,同时还在进行着一种叫作“毛细现象”(Cappilary Action)的作用过程。我们常常见到的参天大树,它的树根的根毛结构,就是依赖毛细作用将大量的水吸入根茎,为大树提供水分的。毛巾中的纤维,彼此交错,形成了根毛一般的结构,从而将溶解了大量洗涤碱的混合溶液从烧杯中吸向毛巾的中央—“英文字母M”的中间。不断汇聚的溶液慢慢降温,溶解不了的碱面(碳酸钠晶体)在小碟子上,在毛巾上就塑造成了石钟山。

实际上,我们的实验原理

和真的石钟山形成的原理是一致的,

只不过,大自然中很难有

我们实验操作中的极端情况出现,

所以真正的地质变迁的时间,总是很漫长。

当然,你可以带着科学家的精神,

继续升级这个实验。

试一试不同温度的水,

形成石钟山的速度会有什么变化?

看一看加入不同量的洗涤碱,

石钟山又会有什么变化?

快动手来做一做吧!


撰文/段玉佩

本文选自《知识就是力量》杂志