戀愛中的小行星 05 雜七雜八科普 - 地球科學討論

By Joe
at 2020-05-29T22:48

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※ [本文轉錄自 C_Chat 看板 #1UqHTb90 ]

作者: papertim (吃紙小鹿) 看板: C_Chat
標題: [20冬] 戀愛中的小行星 05 雜七雜八科普
時間: Fri May 29 22:08:32 2020

拜礦物展所賜，這集能夠介紹的東西也一大堆

結果不知不覺距離上一篇已經快兩個禮拜了(掩面

因為礦物展的畫面實在是很多資訊，不敢保證我都有注意到

覺得有問題，或是有疏漏的地方也歡迎提出來討論

如果對這部當中的地科知識有興趣的話
也可以看看小弟前面po的幾篇文章
第一集#1U8QvJpQ (C_Chat)
第二集#1UBm14c7 (C_Chat)
第四集#1Umg7Xyr (C_Chat)

第三集沒什麼需要補充的，就沒有特別寫
之後如果有份量比較少的話數應該也會跳過或是兩話合併一篇

-----------那麼，正文開始--------------

第一部分：海邊相關的地科小知識

https://i.imgur.com/9SoanXC.png

離岸流，又叫裂流
海浪把海水打上岸之後，這些蓄積在沿岸的海水往回流形成離岸流
由於其會在沙灘出現，而且發生的時間和位置又很難預測
雖然其流速並不是很快，且寬度不寬，要脫離離岸流並不難
但因為一般人察覺自己飄離岸邊的時候，直覺會想直接往岸上游
然而人類的游泳速度是不可能逆流而上的，最終會因為體力耗盡而溺水

對應的方式是往平行海岸(垂直離岸流)的方向游
如前面所說，離岸流的寬度通常不寬，要脫離並不難
等脫離海流之後就可以輕鬆地往岸上游

順便提醒一下，如果查覺到同行的人被離岸流帶走，不要輕易下水營救
要的話也要先想辦法提醒水中的人脫離海流，否則有自己也被海流帶走的風險
藍和鈴的行為是錯誤的示範XD

https://i.imgur.com/docgyJC.png

紅色箭頭所指的地形稱為海蝕柱
在其柱體上，靠近海平面的高度可以看海蝕洞(白色箭頭所指的位置)
這種地形經常出現在岩石海岸地區，是波浪侵蝕岩石所造成的
由於海浪侵蝕力最大的部分是靠近海平面附近
因此海蝕洞最深處的高度大致上會與平均海水面相同
若看到明顯高於海平面的海蝕洞或海蝕凹壁，可以指示海水面與陸地的相對高度變化
像綠色箭頭所指的海蝕洞可能就是在海水面相對較高的時候形成的
(或是因為地形抬升而被抬到現在的高度)

此外，岩岸地形的水中經常會有暗礁或岩縫
所以除非有非常熟悉海況的人帶領，否則不建議在這樣的地方戲水
輕則被岩石刮傷，重則卡在岩縫中難以脫離

第二部分，也是本次的重點：礦物展的礦物們

各月的誕生石
https://i.imgur.com/Vup3A55.png

這個字幕組有個地方翻錯了，ジルコニア是立方氧化鋯，也就是俗稱的蘇聯鑽
蘇聯鑽是一種人造礦物，由於其可以製造出與鑽石相似的折射效果
因此很多飾品會用這種寶石取代價格高昂的鑽石
注意喔，蘇聯鑽=/=人造鑽石，由於成分不同，其並沒有鑽石那樣驚人的硬度
因此蘇聯鑽無法作為工業用人造鑽石的替代品
當然，也不乏把這種東西謊稱是鑽石的詐騙集團或商人

這裡翻的鋯石是另一種礦物，日文是ジルコン，是一種火成岩中常見的礦物
若克拉數夠且透明度高的話，也可以做為寶石加工販賣
由於它的結構非常耐高溫的關係，即使岩石經過高溫變質也可以保存年代資料
所以對於地質研究而言非常重要，做岩石地球化學的可以講好幾個小時

再說一次鋯石=/=蘇聯鑽，google"鋯石"就可以看到很多搞混的文章......

其他各月的誕生石很容易google得到，在此就不逐個說明了
有些月份會有兩個以上的誕生石
除了出典不同而有所差異以外，還有一個更現實的原因就是價格
由於誕生石對寶石商而言算是一種商業宣傳的手段，需要顧及不同經濟水準的客戶
因此如果正統的誕生石太貴，就會用類似顏色和光澤的礦物作為替代
例如：正統的四月誕生石是鑽石，但由於其價格過高，就有用水晶代表的說法

除此之外關於礦物的能量、象徵的意義之類，我這種麻瓜一概不熟
(所以同樣是喜歡礦物，櫻井妹妹那種方向的其實應該滿難共鳴的...)

在這就選幾個我覺得值得說的礦物

電氣石，也被稱作碧璽
https://i.imgur.com/IVNIYIk.jpg

https://i.imgur.com/1bsN26C.jpg

在自然界中常見為三角或六角(剖面非正六邊形)柱狀
之所以稱為電氣石是因為其在受到壓力作用時會放電
其顏色非常多樣性，黑色、白色、綠色、紫色、紅色......
一般而言黑色、不透明的價格會比較低，不過也就很少當作寶石販賣

其中最有名的被稱作西瓜石，簡單來說就是有紅有綠的電氣石
像這樣
https://i.imgur.com/N3WQ28m.jpg

價格則根據成色和透明度去定

月長石，又稱月亮石
https://i.imgur.com/wb2uAGk.jpg

長石是地殼當中最常見的礦物種類，會因為成分的些許不同而有很不一樣的顏色
月長石是指白中透藍的長石，在礦物學分類上比較接近正長石
會特別拿出來講是因為我很喜歡，因為它的顏色真的很吸引我
好的月長石是接近透明的，其藍色會"飄"在礦物的內部
那種感覺就像是在清澈的水中浮著一抹湛藍色的雲
再加上有些月長石的藍光只有特定角度看得到
這種轉瞬即逝的特性再搭上很有透明感的藍色，真的非常的夢幻

喔還有，我覺得這邊的綠松石(右下角)顏色怪怪的，綠松石不應該這麼藍
正常而言綠松石的長相應該是這樣
https://i.imgur.com/QRLo9BT.jpg

而且根據色澤和切割方式來看，這張圖應該比較接近坦桑石
這是坦桑石
https://i.imgur.com/faas81a.jpg

坦桑石顧名思義主要產於坦桑尼亞，又稱丹泉石，主要為藍色或紫色的透明礦物
由於產量不大其原礦的價格非常高，2*1*1公分的原礦就要五位數
不亞於鑽石或是後面要講的隕石
每次在礦物商店看到的反應都是：好漂亮喔!~~ 乾買不起

以上兩種礦物都可以是12月的誕生石，應該算搞混造成取材上的失誤
坦桑石也不太可能這樣放著隨便賣XD

https://i.imgur.com/za6AMDy.png

晶洞，就是俗稱的雷公蛋
這種經常在礦物的產地可見，就是礦物界的樂透
礦物商人會買一堆拿來敲，若裡面結晶夠漂亮就發了
當然這也不完全是靠賽，一部分可以靠估計密度、輕敲的聲音來篩選
有點像是菜市場挑水果，不過這方面就很吃經驗了
菜鳥就買幾顆玩玩體驗就好了，不用太期待
也有可能長成這樣XD
https://i.imgur.com/lFxtIxA.jpg

https://i.imgur.com/kK6df7k.png

在礦物展當中經常可以看到這種小型的礦物顆粒
中文叫做滾石，是將形狀或成色不足以成為寶石的礦物，拋光打磨之後拿來賣
通常而言都是秤重賣，不然就是每顆都一樣價錢
雖然是這樣說，如果礦物本身就很貴，就算是滾石也可以幾十克就賣到上千塊的...

這裡有兩個畫得比較精細的礦物：前排的石英和後排的藍晶石
https://i.imgur.com/EOg2iUk.png

石英，其結晶稱為水晶，典型的晶形是六角柱狀，之前的文都有介紹過
這裡特別的是水晶側面有橫向的紋路
這些紋路稱為生長紋，是天然石英的重要特徵，可用於與其他相似形狀的晶體分別
另外有一種形狀特殊的水晶稱為權杖水晶
https://i.imgur.com/uMth1S4.jpg

不知道大家怎麼看，但在思想糟糕的我看來是長得滿猥褻的啦

藍晶石，這也是我很喜歡的礦物之一，而且價格很親民(這很重要)
https://i.imgur.com/1pQS2Vx.jpg

其特徵是刃狀或片狀的晶形，常見直角的邊緣，其上方有平行片狀的紋路
而且他的深藍到天藍的顏色也很漂亮
但是有些加工過的寶石級藍晶石，或是磨圓了做串珠，反而失去了其特色

螢光礦物
https://i.imgur.com/AW2ceZB.png

下面這段比較物理，沒有興趣的可以跳過

====================物理區域=========================
對物理或天文稍有了解的應該就知道電子有"基態"跟"激發態"兩種狀態
在吸收了特定波長的電磁波之後，電子會躍遷至較高能的軌域，就是"激發態"
但激發態電子不穩定，因此過一段時間會躍遷回低能軌域，變回"基態"
而從高能軌域往低能軌域時，會將能量以電磁波的形式放出
理論上，當初向上躍遷吸收的波長是多少，回來放出的波長就是多少
而特定的元素會吸收的波長是固定的幾個
因此天文上會用光譜來推測恆星或星際物質的成分
甚至可以搭配督普勒效應，來計算該天體與我們的相對速度(嚴格來說是逕向速度)

=================回到螢光礦物=======================

礦物當中的電子在吸收紫外線之後，電子會躍遷至高能軌域
而在躍遷回來的過程中，會有一部分能量散失，剩下的能量以可見光波長放出
因此在黑暗的環境中，這些礦物照射紫外線(人眼看不到)時，會發出特別的光
而且因為都是單一波長的電磁波，所以這些螢光的彩度會很高

=================再補充一些物理====================

這裡如果有比較敏感的人應該會有一個疑問：
不是說吸收什麼電磁波就該放出什麼嗎？為何可以吸收紫外線但放出可見光？

會有這樣的情況是因為在礦物中的原子會有所謂"無輻射躍遷"
舉例來說
某電子接收紫外線之後躍遷，從S0(基態)上到S2(激發態)
但S2極不穩定，因此跳回較低能的S1(也是激發態)
當這些能量是藉由碰撞其他原子，以動能(宏觀而言是熱能)的形式放出
能量藉由動能而非光能的形式放出，就稱為無輻射躍遷

之後再由S1躍遷回S0，以電磁波的形式放出能量
由於S1->S0放出的能量小於S0->S2吸收的能量
因此最後放出的波長會較原本吸收的電磁波來得長
這就是為什麼螢光可以吸收紫外線之後，放出可見光

================真的結束了=======================

https://i.imgur.com/TaMfMbd.png

https://i.imgur.com/wzVVlYl.png

這裡完全沒有唬爛，隕石真的靠北貴
動畫裡米拉那個反應真的跟我第一次看到隕石標價的反應一樣
只是我是隔著展櫃看到的

一般而言隕石依成分分類，常見的有"石隕石"和"鐵隕石"兩種
鐵隕石主要是鐵和鎳，因為是金屬所以密度較高
因為經過大氣摩擦以及撞擊地表時的高壓高溫，所以會形成這種特殊的紋路
https://i.imgur.com/wzVVlYl.png

這稱作魏德曼花紋或湯姆森結構

石隕石的主要成分接近橄欖岩，其中呈黃色~黃綠色就是橄欖石

https://i.imgur.com/eShzObz.jpg

石鐵隕石就是一顆同時包含以上兩種成分的隕石
一顆一顆的部分就是石隕石，剩下的金屬就是鐵隕石

另外還有一種特例是玻璃隕石，其成分接近石隕石
但因為冷卻非常快速而沒有結晶，形成類似黑曜岩的外觀
https://i.imgur.com/x8gdsh3.jpg

另外也有認為是受撞擊而被融化又快速冷卻的地表物質
由於產量稀少，真品的價格遠比上面提到的幾種來得高

https://i.imgur.com/LFC7sBE.png

方解石，石灰岩和大理岩的主要成分，也就是碳酸鈣的結晶
較為透明的方解石又稱為冰洲石
最常見的就是這種平行六面體，大致上就是白色或黃色
這裡的雙折射表現得滿漂亮的
其原理是光透過礦物的時會產生的偏振現象
垂直偏振的光和水平偏振的光折射率不同，所以看起來會分成兩個像
可以參考下面這個影片
https://youtu.be/9jSMF_ARclI

此外這個雙折射也被用在航海上，傳說中維京人用冰洲石可以在陰天找到太陽的位置
所以又被稱作太陽石，其原理有興趣可以參考下面這個網站
https://www.masters.tw/42741/sunstone

https://i.imgur.com/PbuC13O.png

鉍結晶，最大的特色是呈階梯狀的外型，以及多彩的表面
其表面的色彩是源自於冷卻的過程中，表面接觸到氧氣產生厚度不一的氧化物
純的金屬鉍表面會和多數金屬一樣是銀白色的
基本上礦物展上看到的大多是人工養晶的成品
而且由於鉍的熔點較低(攝氏271.5度)，其實自己在家也是有辦法做出來的

https://i.imgur.com/QUPQFsa.png

拓帕石，又稱黃玉，摩氏硬度表當中硬度8的代表礦物
這裡指的黃玉是一種礦物，和"黃色的玉"是完全不同的東西
如果看到標榜黃玉的念珠、手鐲之類的，多半是後者，而不是拓帕石

拓帕石的光澤和透明度和水晶有點像，天然的晶形主要是菱形柱狀
雖然叫黃玉，但其實天然的拓帕石顏色也不少，從無色、黃色、淺紅、褐色、淡藍都有
其中以淡藍色的天然拓帕石最為稀少，因此價格相對昂貴
市面上的淡藍色的大多是將無色拓帕石加熱處理過之後的產品
以一般高中生的財力估計，米拉送給櫻井學姊的這顆應該也是熱處理過的拓帕石

https://i.imgur.com/mrmToxJ.png

瑪瑙應該是最常見的飾品礦物之一，可以視為非常微小的石英結晶集結而成
其形成原因是因為岩石當中的空洞被二氧化矽所填充
由於在地下石英有可能是多次沉澱形成，造就了同心圓狀的結構
而含有不同的微量元素會呈現不同的顏色，因此瑪瑙的顏色也非常多樣化
通常在水晶晶洞的邊緣也可以看到類似的結構
https://i.imgur.com/xGaR1r9.jpg

第三部分：地層剖面剝片
https://i.imgur.com/Cq68wAu.png

地層剖面保存，通常用於保存、展示槽溝的地層剖面
這種樣本就是將地面挖開後，利用灌膠之類的方式，將槽溝牆面剝下一層
再將這些處理過的薄層放置博物館內展示

在台灣其實也有這樣的展示方式
位於南投縣竹山鎮的「車籠埔斷層保存園區」，其內部就有斷層槽溝的薄層標本
https://i.imgur.com/Zoj66oJ.jpg

其規模非常大，印象中高3~4公尺，長10公尺以上
而且是在左右兩面牆上，分別展示槽溝兩側的牆面
在牆面上可以明顯看到地層被斷層錯開的樣貌
此外當初挖的槽溝還有被保存至今，開放讓民眾可以參觀
進去還有解說影片，是直接投影在槽溝上面(不知道這能不能算光雕XD)

如果有去南投玩的話，滿推薦進去參觀一下的，門票也不貴(印象中好像50而已吧)
而且因為槽溝保存需要控制溫濕度，所以冷氣很涼，適合夏天去XD
國道3號竹山交流道下去就可以看到了

為什麼這段看起來好像低端的業配文......

---------------------正文結束--------------------

總算是搞定了最可怕的兩集

在寫的時候真的是會想"動畫組幹嘛做那麼認真啦..."

後面因為劇情的份量比較多

知識相關的東西就不會那麼密集了，產出效率應該會比這兩篇高

希望下一集可以在一個禮拜之內生出來

最後就用美麗的櫻井學姊來慶祝順利(?)產出這篇
https://i.imgur.com/BIJVLZn.png