你有没有想过,把一块看起来坚硬得像钢铁的玄武岩放进水里,它会沉还是漂?答案可不止一个:取决于它的密度。今天我们就用超轻松的自媒体方式,扒一扒玄武岩(Volcanic basalt)的密度到底是怎么样的,大家准备好你的脑洞和假装科学家的耳朵了吗?
首先先说说玄武岩到底是什么。玄武岩是火山岩的一种,完全是火山喷发后岩浆冷却固化的产物,常见于海岛、海底山景,甚至是我们常说的火山口冲积层。它的酱色黑色,像是天然的烤红薯,哇靠~【1】
密度,简单说就是单位体积内的质量。科学家通常用千克每立方米来表示。拿木头上面的密度大概是0.6~0.8就是说它轻得可以拉风筝。玄武岩吧,绝对不只是“天才”级别的膨胀了,它的标准密度一般落在2.9~3.3千克/立方米之间,跟大块熔岩推出来的丰盈程度“划不来”。这的确比普通玄武岩的球质碎屑还要高。要是你把玄武岩当成足球,猜到它在空中会不会像一只快速喷涌的热气球吗?答案是“不可能”。
为什么玄武岩这么重?最重要的是它含硅量和矿物成分。玄武岩富含焦磷矿(如橄榄石、辉石等),这些矿物的化学结构紧密,导致它的整体空隙率低。至少根据《地质学会期刊》上的实验结果,玄武岩的平均孔隙率不到10%,这与自燃玻璃的碎石几乎无差别,说明它比一般岩石更“满满当当”。【2】
但是你知道吗?不是所有玄武岩都是一样沉重的。地理位置不同,化学成分会有细微变换。例如,夏威夷的海岸玄武岩因为富含铁镁,而同样大小的印度洋海底玄武岩却可能因富含铁铝而略轻。两种口味相似,却有着“吃饭不怕胖”的差异。研究指出,热成分越多,密度就越大,原因是石英含量低产生的空隙更小。短语气:铁多多,固我本身硬【3】
测量密度的经典方法是“称体积、称质量”,听起来像是跟理工科学生的试验室实验,那可不是家里能随便做的。专业测站会用胡克定律加上排水法,让岩块在水中下沉的速度来推算密度。更高级的是携带氢气压差仪,让岩块贴着软垫子逐步晃动,收集密度数据。实际操作需要戴手套、加面罩、穿防护靴,简直比登高风险前方更严肃。有关技术细节请参考《岩土工程》教材【4】【5】
密度和岩石抗压强度有一拍照关系。一般密