被压扁的沙子
艾萨克·阿西莫夫所写说明文
《被压扁的沙子》是艾萨克·阿西莫夫所作的说明文,出自他的《新疆域》,由肖玉参与朗读。
原文
被压扁的沙子
在过去的9年里,科学家们一直对6500万年前恐龙灭绝的一个新观点争论不休,这个问题最终也许会得到解决。
1980年曾经有报道说,在一个6500万年前形成的沉积物薄层中,发现了稀有金属,它的含量异常丰富。一些人认为,这可能是由于一个巨大的小行星或彗星对地球的撞击的结果。这种撞击也许深入到地壳内部,引起火山喷发,造成大火和潮汐大浪,许多尘埃进入了平流层中,结果造成在很长一段时间内阳光无法抵达地球的表面。这也许是导致包括所有恐龙在内的许多地球生物灭绝的原因。
毫无疑问,6500万年前地球上曾经有过一次“大灭绝”,发生过一次“大劫难”。然而,并不是所有的科学家都认为这是由巨大撞击引起的。例如,1987年就有人指出,如果地球突然经历了一个火山爆发期,许多火山大致同时喷发,那么也能造成一个足以使生物大量灭绝的巨大灾难。
因此,1980年以前存在两种对立的理论,即“撞击说”和“火山说”。
这不仅仅是一个学术问题,因为我们将来也许还会遇到这样或那样的大灾难。(万一某一天某个星体要撞击地球,我们也许会知道如何来避免这种撞击。)我们需要尽可能多地了解这种事件所产生的影响,因为当将来面临这种事件时,我们可以采取某种应急措施。
为此,科学家们一直都在努力寻找证据来验证这两种理论。
1961年一位名叫S.M.斯季绍夫的前苏联科学家发现,如果二氧化硅(非常纯的沙子)处于超高压的状态,那么它的原子相距很近,从而变得极为致密。一立方英寸被压扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多。这种选被压扁的沙子因此称为“斯石英”。
斯石英并不十分稳定,原子之间靠得太近以至于它们又出现相互排斥的趋势,最后又变为普通沙子。然而,由于原子之间结合得极为致密,所以这种反弹变化进行得非常缓慢,从而使斯石英可保持数百万年。
金刚石的形成与此相同。金刚石中的碳原子被挤压得异常紧密,它们同样存在一个向外扩散并且恢复为普通的趋势。在通常条件下,这也需要数百万年。
如果你把温度升得足够高,就可使这种变化加快。增温可以增加原子能量,使它们之间能够相互分离,返回到原始状态。因此,如果在850℃的温度下把斯石英加热30分钟,它将变为普通的沙子。(你也可以在真空中对金刚石加热,从而把它恢复到原始的状态,但谁愿意这样做呢?)
斯石英可以在实验室制造,但它们在自然界存在吗?是的。然而它们只出现在沙子被强烈挤压的地方。
例如,在一些地方已经发现了斯石英,而且有证据显示这些地区曾经受到巨大陨石撞击撞击所产生的巨大压力形成斯石英。另外,在进行过原子弹爆炸实验的场地也发现了斯石英,它是由膨胀火球的巨大压力形成的。
似乎可以肯定地说,斯石英也应该出现在压力极高的地壳深处。在这种情况下,它可通过火山喷发被携带到地表。然而,喷发温度极高,岩石会被熔化,所任何由火山携带而来的斯石英都被转化为普通的二氧化硅。事实上,在火山活动地区没有发现过斯石英
那么,你可能会说在斯石英出现的地方肯定发生过撞击,而且肯定没有发生过火山活动
亚里桑那大学的J.F.麦克霍恩和几位合作者研究了新墨西哥州拉顿地区的岩层岩层的年龄为6500万年,因此可以追溯到恐龙灭绝的年代。
他们在1989年3月1日宣布,利用测试固体物质中的原子排列的现代技术,即核磁共振X光衍射,他们确实检测到了在斯石英中存在的一种原子排列。
这种情况显示,在6500万年以前曾有一次巨大的撞击并形成了数吨重的斯石英。这些斯石英在沉降之前曾被溅起到平流层中。那么,造成恐龙灭绝的原因不是火山活动,而应该是撞击
中心思想
这篇短文以“被压扁的沙子”作论据,猜测恐龙灭绝是某个星体撞击地球造成的。
原理
普通的沙子在超高压的状态下变成为致密的“斯石英”,“斯石英”在自然状态下经历数百万年的反弹,又会恢复为沙子。在实验室里,用摄氏850度的高温把“斯石英’加热30分钟,会变为普通的沙子。在自然界,斯石英出现的地方肯定发生过巨大的撞击,形成过高压,而且肯定没有发生过火山活动
作者简介
艾萨克·阿西莫夫,当代美国最著名的科普作家、科幻小说家、世界顶尖级科幻小说作家,他也是位文学评论家,美国科幻小说黄金时代的代表人物之一。
参考资料
最新修订时间:2024-02-26 09:00
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