一个玻璃瓶,可以在自然界中存在多久?
大约在4000多年以前 , 人类就已经可以制造玻璃了 , 而到了公元前1000年左右 , “玻璃吹制术”的出现又使得人类制造玻璃的水平得到了大幅度提高 , 在此之后 , 玻璃就逐渐融入了人类的生活之中 , 人们大量的制造和使用玻璃 , 而其中的一部分玻璃制品一直保存到了现代 。
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上图为人们发现的古罗马时期的玻璃瓶 , 根据考古学家的判断 , 它们已经存在了两千年左右的时间 。 可以看到 , 在经历了如此长的时间之后 , 这些玻璃瓶依然保存完好 , 岁月似乎并没有给它们留下什么痕迹 。 那么问题来了 , 一个玻璃瓶 , 可以在自然界中存在多久?
对于这个问题 , 人们给出了各式各样的推测 , 有说几万年的 , 有说几十万年的 , 甚至还有人认为 , 玻璃瓶在自然界能够存在200万年的时间 。
为什么玻璃瓶能够在自然界中长时间地存在?
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玻璃主要成分为二氧化硅(SiO2) , 另外还存在一些其它的硅酸盐 , 从整体的微观结构来看 , 玻璃内部的原子就像液体一样排列得杂乱无章 , 但从宏观的层面来看 , 玻璃却表现出很多固体的特征 , 科学家将这种特殊的物质形态称为“非晶态固体”(又称“无定形体”或“玻璃体”) 。
虽然玻璃内部的原子在整体上是无规则的 , 但如果我们把观测范围大幅度缩小 , 就会发现其近邻原子的排列却具有一定的规律 , 这被称为“短程有序” 。
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总的来讲 , 在玻璃内部存在着一种被称为“硅氧四面体”的构造单元 , 具体表现为一个硅原子位于“硅氧四面体”的中心位置 , 而四个氧原子则分别连接着“硅氧四面体”的四个顶点 。
这种牢固的构造单元赋予了玻璃耐高温、耐腐蚀、耐氧化、高硬度等等特点 , 同时使得玻璃瓶的表面致密而光滑 , 以至于外界的物质几乎无法渗入其中 。
除此之外 , 因为玻璃中的各种元素形成的化合物的价态都处于饱和状态 , 所以玻璃的化学性质也非常稳定 , 通常情况下都不会与周围的物质发生化学反应 , 自然界中的微生物也对其无可奈何 。 正是因为这些原因 , 玻璃瓶才可以长时间地在自然界中存在 。
在自然界中 , 玻璃瓶真的可以存在200万年吗?
由于玻璃的主要成分是酸性氧化物 , 因此当玻璃瓶长时间地处于强碱环境中时会遭到腐蚀 , 此外 , 氢氟酸也能与玻璃中的二氧化硅发生反应 。 很明显 , 如果周围环境中存在着强碱或者是氢氟酸这类物质 , 那么玻璃瓶就撑不了多长时间 。
当然了 , 自然界中基本上不会存在这种特殊的环境 , 那玻璃瓶在自然界中通常会怎么分解呢?答案就是物理冲击 。
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众所周知 , 玻璃是易碎的 , 因此在自然界的水力、风力、冰川运动等外力的长时间作用下 , 玻璃瓶就会持续地遭到物理冲击 , 在翻滚、撞击、摩擦等等过程中 , 玻璃瓶就会发生破碎 , 然后从大块变成小块、小块变成更小块 , 如此反复 , 最终变成非常细小的颗粒 , 并融入大自然之中 。
一个典型的例子就是位于乌苏里海湾的“玻璃海滩” , 几十年前 , 人们在这里堆积了大量的玻璃酒瓶 , 时至今日 , 这些玻璃瓶已经在海浪夜以继日的冲刷之下 , 变成了圆润又光滑的小石子 , 可以想象的是 , 在不太遥远的未来 , 它们就会彻底地融入大自然之中 。
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由此可见 , 玻璃瓶可以在自然界中存在多久 , 其实是由周围的环境来决定的 , 因此可以说 , 假如一个玻璃瓶所处的环境非常稳定 , 自然界中的各种外力都无法影响到它 , 那么它就可以在自然界中存在200万年 , 甚至更久 。
需要指出的是 , 地球的表面一直在随着地质构造运动而发生变化 , 虽然这种变化非常细微 , 但是在经历了漫长的时间之后 , 就会造成“沧海桑田”的效果 , 例如珠穆朗玛峰所在的区域 , 在很久很久之前就曾经是一片海洋 。
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【一个玻璃瓶,可以在自然界中存在多久?】从这方面来看 , 就算有一个玻璃瓶能够在稳定的环境存在200万年甚至更久 , 它会受到地质构造运动的影响 , 随着时间的流逝 , 它可能会沉降到高温高压的地球内部 , 也可能会进入动力强劲的自然环境之中 , 并最终被分解掉 。
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