關於 矽酸鹽岩石 ，我們在網路上蒐集到這些相關的討論、資訊與評價

#時事中的知識 #爆紅影片學科學
【挪威滑波房屋崩入海，意外背後意外豐富的科學】Quick Clay 奇譚

「這異象是蝦餃，難道是 2020 年在正常發揮？」 ← 近日大家看到這短片時，涼了半截的心中，或許是這樣 murmur 的。

＊若你未看過，留言區有影片傳送門
　
但身為一個科宅，第一念頭是「咦？很不合理耶」，一眼目測影片中滑落的坡度實在沒多陡。必定要有一層很潤滑、很古溜的物質存在，那會是什麼呢。
　
難道是永凍土在夏天融化了ㄇ？嗯，只是亂猜測亂引用網友的話的話就和總是在囫圇搶快的台灣記者差不多了。我想學到些原本不知道的事，在知識中添加幾塊硬磚頭，就要用正確的方式使用 google。第一訣：若非必要，先不要用中文搜尋XD。
　
首先釐清影片基本資訊，人事時地物：事件發生在今年六月三號，攝影者是眼睜睜看自己家消失在海裡的苦主 Jan Egil Bakkeby 先生，他家位在北極圈內的挪威北部 Alta 市一帶。所幸無人傷亡，但有隻狗狗落水又游了上岸。
　
過了不久我就意外在 @Trust My Science 這個法語的科普粉專意外看到了關鍵字：Quick clay（d’argile rapide）。
　
喔喔喔.....這是啥。感覺和「流沙 quick sand」或「水銀 quick silver」 有關係呢。Quick clay 的中文是翻譯成【流黏土，或是超敏黏土】。但如果只查到名字就滿足的話，就會像費曼先生的爸爸曾經嗆聲的：「你可以把一種鳥在世界上各種語言的名稱背下來，卻仍然對它的習性一無所知。」所以，知曉了名字，再以名為索引去進一步了解它的一些特質是一定要的啦。
　
正是因為查到與學到的結果很奇妙，所以現在才會在這邊滿心激動的發文 XD
　
插入一個又是最早從 Vsauce 得到的冷知識，前述三物名稱中的 quick 意思都不是說那玩意很「快」。在古英語的用法裡 quick 的意思是活跳跳不安定的。出自欽定詹姆士王版聖經有 the quick and the dead（生者和死者）這個熟語——經文的上下文是說耶穌基督是一切生者與死者之審判 [提後 4:1]。
　
首先我學到 quick clay 和崩塌災害的最重點是：這種超敏感的黏土是高緯度的特產，其他地方是沒有的。是由冰河輾壓陸地，使岩石風化後形成的固體微粒，流入海中沉降而成。所以這種黏土與這種災害只常見於挪威、瑞典、俄羅斯、阿拉斯加、加拿大等國。
　
* 是的！其實很常見XD 不是啥末日異像。近年來各種異象似乎變多，自然是因為人手一機錄影增加，和對於爆紅影片渴求的媒體平台的普及，讓大家目擊率上升了。讓普通的事情變得奇特，奇特的事情變得普通。就這麼單純 XD
　
定義中黏土是顆粒直徑小於 0.002 毫米的土壤固體組成。也就是說，尺上的最小格子中可以讓超過五百顆的黏土微粒排排站。而粒徑由大到小是礫 → 沙 → 粉沙（silt）→ 最小顆的黏土（clay）。
　
關於流黏土／超敏黏土的第二個重點是，它們必須原本是海積黏土（marine clay）也就是在很鹹很鹹的海水中形成的黏土。而要脫胎換骨，變得很敏感、不穩定的必要條件是「要再從海裡，升回到陸地上來」！
　
這就很奇妙了，海底怎麼會變陸地呢。況且冰河最盛時期的海平面反而是比今天低的喔（水都凍在兩極了），怎麼會冰河退卻、海平面上升，反而卻有陸地從海裡浮上來呢？
　
最妙的就是這現象：稱為「冰期後反彈」（Post-glacial rebound），陸地會反彈上升是因為兩極冰蓋的那些水實在太重，曾經把陸地壓得都沉降了，當冰冠終於溶化後，這些陸地板塊才慢吞吞的，基於浮力的原理而慢慢升回去。許多沉海的陸地緩慢的浮起，使得前述極圈內的國家的領土，其實一直都在偷偷的變大！（然而俄國還是沒有比 #冥王星 大。）
　
海積黏土遇上冰期後反彈，離開了海，接下來它們繼續變化，主要是由陸地上的淡水逐漸洗去原本海水中的鹽分。這裡的鹽份是廣義的，包括鐵、鋁、鎂、鈣、鉀、鈉等正離子。要專業名詞的話，這叫淋溶作用（leaching）。淋溶除了由降雨來溶以外，有時也會由地區性的豐沛的、自流性的地下水穿過黏土層把鹽分帶走的方式在進行著。
　
話說黏土其實有很多種組成，它們的通性是都由矽和鋁的氧化物所組成，而且都是由地球特色最多的水去攻擊（水解）一大塊岩石——角閃石、長石或雲母等礦物，化學作用所形成的分子碎片，也就是「風化」的產物。#所以若是沒有水就是妨礙風化
　
離題一下，所以當 NASA 送機器探測器到火星，探勘到黏土礦物的時候才會興奮異常！黏土乃是水：大量的水曾經存在的證據是也。
　
黏土的另一個和生活最相關性質是「離子交換」，其實就是前兩段說由淡水去把鹽份（陽離子）淋溶出來的同一件事，一種離子換另一種。而和生活的關係是......呃，有一種黏土叫 smectite 綠土，如果大家不幸腹瀉不止去看醫生，醫生八成會開給你一包無味道的粉末止瀉藥 Smecta ← 此處無業配。也就是說，有時候「吃土」能藉由離子交換的特性，調節紊亂的腸胃滲透壓，吸附毒性物質，進而達到止瀉的效果。有些黏土的離子交換性質高，有些低一點，但都有一定的交換能力。
　
等一下喔，原來大家都知道的黏土，除了會黏可捏之外還有那麼多學（ㄒㄧㄠˊ）問存在。對啊，若不是對於奇怪的話題亂調查，我也不會知道這些事的——或說，若無相關脈絡，那些精妙的知識對我來說沒有太大意義，但即使是一則冷知識的脈絡，知識就自動凝聚形成一則小劇場了。冷的好！
　
所以到底為何失去了鹽分就可以把海積黏土轉變為 Quick clay，造成挪威、加拿大等國家動不動就有土地滑到海裡去呢？
　
* 先前有次這樣被好好拍攝下來的 Quick clay 大型滑波事件是 1978 年挪威 Rissa 發生的，留言區我放一個惠我良多的科普紀錄片的超連結。
　
話說身為台灣人，仙草、愛玉、豆花、洋菜凍這些夏日冰品大家肯定都非常常吃......欸不是，怎麼忽然從黏土講到各種凍咧。理由是，很奇妙的上述各種凍會從液態凝聚成固態，和黏土遇到海水裡的鹽就會沉降，原理其實有點像。也就是鈣、鎂這些陽離子扮演了「橋接」的角色，讓本是一團散沙、彼此看不順眼的分子能夠穩定且和睦的相處。
　
當然更詳細的機制是牽涉到電性中和、擴散電雙層（diffused double layer）、凡德瓦力（van der Waals interaction）這些更精妙的部分......但我覺得大家都能理解的是鹹豆漿。也就是陽離子促成的凝絮作用（flocculation）。和生物化學實驗的鹽析效應也類似。但我現在忽然極度得想吃布丁。
　
→→ 加鹽就會穩定，遇到淡水就會不穩定。極度簡而言之是這樣。
　
有陽離子，而且是越高價數的陽離子例如 Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 越是有架橋的功能。所以愛玉子要用含有鈣離子的硬水洗，才會讓「膠」（其實是多醣類）凝聚，用含有極少離子的 RO 水是無法凝成愛玉的。
　
其實還有一個微奇妙的要件，植物腐化後形成的腐植質（humus）因為酸性和其多酚成分，也會干擾、把黏土中的陽離子拽走，進一步不穩定化。所以經常 Quick clay 取出來會是黑黝黝的。
　
於是最後的最後，被淋溶而失去那些鹽份：使黏土微粒彼此達到和諧穩定的關鍵被消滅之後，一層超不穩定的 Quick clay 就形成了，電子顯微鏡下這種黏土結構完全就像是一大片「紙牌屋」，橫七豎八的片狀黏土的中間空無一物，空隙中由空氣或水充填，只要遭受擾動就會由一部份崩塌迅速惡化到全體崩塌。一觸即潰。所以這種崩塌常常是海邊先塌一小塊，然後崩潰的前緣逆向往岸上傳遞。
　
而最奇葩的特性是（還有啊?! 對還有），流黏土如其名，它崩塌之後就會完全液化成汁。黏滯性暴跌到原土壤的一百萬分之一......那什麼概念呢，蜂蜜和水的黏滯性差別是一萬倍，就是那個一倍半（對數尺度）的降低。崩潰了的流黏土的顆粒不只不再團結，甚至會彼此排斥，由於都帶有些微的負電，就摩擦力甚小 → 最完美的成災要素齊聚了。
　
查到這，我終於弄清楚影片中那神秘的超級古溜、潤滑了一大片土地讓它滑進海裡的物質的真面目了。流黏土它基本上是液態的潤滑劑，所以即使只有一丁丁的坡度都一發不可收拾。甚至在前述挪威 1978 年發生那次，地面的坡度只有不到 3 度！
　
至於避免的方法就是土壤普查。而因為流黏土通常不是位在地表，而是在表土的下方分布成層，所以要透過鑽探取樣鑽鑽看。而就像台灣在推行土壤液化潛勢圖，加拿大、瑞典、挪威等國也在不斷進行著流黏土地區普查的工作。
　
這和全球暖化到底有沒有關係啊......嗯，不知道。我們知道地下水會進一步使流黏土不穩定化，而永凍層的逐漸融化會不會改變、加重這過程，就有待科學調查了。偶速科宅，偶棉下回再見～～
　
參考資料：
Landslides| Quick clay - NGI (挪威大地工程學會)
https://www.ngi.no/eng/Services/Technical-expertise/Landslides/Quick-clay
　
The Quick Clay Landslide in Rissa, Norway - ISSMGE (國際土壤力學與大地工程學會)
https://www.issmge.org/uploads/publications/1/35/1981_03_0080.pdf
　
Quick clay in Sweden - K.Rankka et al. (2004) 【文件大請注意】
https://www.swedgeo.se/globalassets/publikationer/rapporter/pdf/sgi-r65.pdf

【蛋白石(Opal)】
十月出生的人對美的敏銳度相當高，也是個很有創意的人。素有寶石之石美稱的蛋白石可以激發創作潛能。

羅馬人相信蛋白石是帶來希望與愛情的美石；阿拉伯人則流傳它是閃電後墜入凡間的天物，對十月份出生向來很有異性緣的人而言，這兩項神奇的作用都很重要的。而蛋白石絢麗奪目、流轉不熄的奇幻色彩就像大自然的煙火般耀眼，因而被澳洲原住民稱為「彩虹石」。在蘇格蘭，人們甚至認為蛋白石是影響人一生發生七次重大變化的奇異寶石。

而且相傳歐洲人一直非常迷信─非十月生的人擁有蛋白石會帶來不幸。傳說中，愛丁堡市有位美麗的名門仕女克莉絲汀在偶然機會中得到一塊蛋白石的原石，她非常珍愛這塊原石。然也因為擁有這塊原石，一路從國王情人→公爵夫人→僧尼，最後成為娼婦，臨終極為潦倒。但是這樣的傳說被維多利亞女王推翻了，她最喜歡的項鍊就鑲著蛋白石！此外，傳說中，慈禧太后所擁有的蛋白石會依喜、怒的情緒而變幻不同的光澤。

關於蛋白石的歷史可追溯到古羅馬時代。當時人們在東非的一個山洞裡發現了蛋白石，古羅馬人把來自東非的蛋白石視為珍寶，而且大部分人還以為蛋白石來自印度。所以古羅馬人從一個古老的印度詞「upala」來命名蛋白石，意為珍貴的寶石。他們相信蛋白石是所有寶石中最漂亮和最有價值的。18世紀末19世紀初，由於匈牙利人瘋狂的大量開採蛋白石，加上歐洲的瘟疫、雞慌和君主政體的紛紛垮台，蛋白石的地位一落千丈。1849年一位德國地質學家在南澳發現了澳洲的蛋白石，1890年用澳洲蛋白石製成的產品開始上市。一開始人們還認為這些澳洲蛋白石不是純的。因為以前從來沒有看到過如此完美、純真的蛋白石。

早期西澳在從事黃金的開鑿時，意外發現蛋白石礦脈，因此澳洲人常說，蛋白石的發現簡直是一場意外。如今，澳洲所供應全球的蛋白石已達九成以上，其中著名的黑蛋白石最具有代表性。蛋白石可說是最重要的現象寶石，它的游彩現象是因其內部結構與光線運作的結果，而在深色、淡色或是透明的蛋白石背景上展現移動的七彩。其中珠寶業者對黑色蛋白石的評價最高，不僅因它稀有且珍貴，同時也是正因為它的游彩在深色的背景上最能突顯出來。

蛋白石是天然寶石的一種，顏色有黑、橘紅、半透明、乳白色等，以乳白色居多，故取名蛋白石。蛋白石的特色在於七彩繽紛的外觀，由不同的角度觀賞，它會呈現不同的顏色。而蛋白石的主要成分為球狀的非晶形(amorphous)二氧化矽(silica, SiO2 )，內部含約10%的水，所以硬度較其他寶石差，而且不耐高溫。主要產地為澳洲及墨西哥。蛋白石的成因是富含二氧化矽的地下水滲入岩石裂縫，球狀的二氧化矽奈米微粒在重力的作用下沉積而成；要沉積1立方公分的蛋白石約需500萬年的時間，因此相當珍貴。

別名「邱比特之石」的蛋白石是眾多寶石之中非常具有神秘色彩的寶石。依光源的角度，在白色的寶石當中會浮現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色，就好像陷入幻想世界。散發出各種光線的蛋白石象徵著使社交活潑化的作用。

十月的生日石是蛋白石，它的意義就是帶給人們幸福，消除憂愁，而蛋白石的名稱由來是因為蛋白石看起來就像煮熟雞蛋中的蛋白一樣細緻、可愛。要沉積1公分厚的蛋白石約需500萬年的時間，所以每一顆蛋白石都非常珍貴。

蛋白石內部結構不規則，所以當光線照射時會產生不同波長光線的繞射，使得蛋白石呈現各種不同的顏色變化，這種現象被稱為「變彩」(只有10%具有變彩的特性，被稱為「貴蛋白石」，也只有貴蛋白石才被列為寶石)。蛋白石十分怕火。因為蛋白石含有10%的水分，當它遇到火時，水分會迅速被蒸發，蛋白石就會裂開而損壞。所以蛋白石要避開火或陽光曝曬，才能延長壽命。

事實上蛋白石的變化是表面可呈現如彩虹般閃亮的七彩光，自古以來蛋白石與其他礦物寶石不同，它不是結晶體，而是由矽酸鹽固結硬化而成的矽膠土，還有水的成分。

直到現代的電子顯微鏡將蛋白石放大到1萬倍以上，才解開虹彩的奧秘。大小150~300nm(1奈米=1nm=10-9m)的二氧化矽球體整齊排列構成蛋白石，若球體的大小相同且排列規則，便形成最貴的結晶蛋白石(crystal opal)。若球體的大小不均，成品出現乳白色光澤，就是白蛋白石或奶蛋白石，甚至球體大小差異太大就成為劣質蛋白石。球粒的大小和間距也決定了虹彩的顏色，產生火紅色的球粒還能產生其他顏色，但是產生藍色和綠色的球粒卻無法產生其他顏色。

所以蛋白石的保養方法與一般的寶石不同，因為蛋白石遇到乾燥就會裂開，因此只能存放在潮濕的環境中。

另外，亦可不時浸泡在溫水中，使它的虹彩更艷麗，但留意過熱的水會使它失去色澤。蛋白石的成分很簡單，由地殼中最普通、含量最多的二氧化矽組成，包含約10%的水分。二氧化矽溶在地下水中，當地下水流經岩石的裂縫，二氧化矽就沉積成為蛋白石。它是膠質物，沒有固定的結晶構造。像這種非結晶類物質，我們稱它為「似礦物」。

蛋白石依顏色可分為三種：1.水蛋白石體色呈白色或淺灰，半透明到不透明，彩斑小，大部分蛋白石屬於此類。2.透明蛋白石顏色淡、彩斑弱；像水一樣透明者稱為水蛋白；顏色為黃、橙、褐色又透明度佳的稱為火蛋白石。3.黑蛋白石不透明，體色為黑灰或其他暗色，彰顯美麗的彩斑；又以紅、藍、綠最具價值。墨西哥的火蛋白石出土於火山，常殘有火山烈焰的形狀，又稱為熱情蛋白石。

#土壤學 #土壤地理學

來複習一下 #土壤剖面：

O層(#Organic)：特徵是含有豐富的、未完全分解的動、植物殘餘物及腐植質所組成的 #有機質，容易在多雨、有機質分解速度較慢(主要仰賴真菌分解)的森林環境累積，較不容易在相對乾燥加上有機質分解快速(主要仰賴細菌分解)的草原生態發現。依分解程度低到高的程度，縮寫代號分成Oi層(含纖維(fibric)物質)、Oe層(含半分解纖維(hemic)物質)、Oa層(含高腐(sapric)植質)。美國土壤分類系統土綱之一的有機質土(#histosols)的特徵就是具有機質表育層，換句話說，有機質土主要由O層構成。

A層(#淋餘層)：有機質與礦物質的混合層，受到水分和重力影響，進行淋溶作用(#eluviation)，較細的黏土顆粒和可溶性的鹽類被帶往下個B層累積，因此含有上層的腐植質，顏色較暗沉，質地較粗糙。在水分充足，淋溶作用旺盛的情況下，可能剩下石英等耐風化的礦物，呈現白色，也就出現所謂的E層(淋洗層)。此分類法的E層套用在美國分類系統的話，即為漂白(化育)層或舌狀(化育)層。

B層(#澱積層)：進行累積洗入物質的澱積作用(#illuvation)，累積鐵鋁氧化物或矽酸鹽黏土，或由下層風化作用自身合成礦物的影響，質地比A層細緻，存在鐵鋁氧化物等常呈現紅色或較E層黑的外觀。在乾燥的環境，容易因為蒸散作用析出鈣化物，以Bk標示，形成所謂的聚鈣層(calcic horizon)。如果土壤生成時間不夠久，不容易觀測到。

C層(#風化層)：由岩石、初始風化碎裂之岩屑與些微土壤構成，土壤的化育作用與生物影響皆非常薄弱，質地比B層粗。R層(#母岩層)：即未風化的母岩，通常為岩石或磚塊。

廣州市饒宗頤學術藝術館暨中山大學饒宗頤研究院2015年在穗揭幕，是繼香港大學饒宗頤學術館、香港浸會大學饒宗頤國學院之後，又一以饒宗頤命名的學術交流機構，亦是內地第一個饒學研究機構。國學大師饒宗頤以曠世之才，文通六國，學富五車，堪為一代鴻儒，與季羨林先生並稱“北季南饒”。饒老憑藉自學苦讀成才，通曉六國語言，研究領域囊括了上古史、甲骨學、簡帛學、經學、禮樂學、宗教學等十多門類，數十年積澱後在不少領域獨闢蹊徑、開荒播種。這位被當代“最後的通儒”的國學大師，擁有百科全書式的深厚學養，令後輩學者難以望其項背。2016年四月學術館舉辦了一項名為[端石聚珍]之端硯展覽，吸引了大批文藝愛好者前來觀展。展覽共展出由國學大師饒宗頤銘繪、制硯名家陳偉剛鐫刻的端硯66方，是書畫藝術與硯雕技藝的完美結合。端硯彙集了端溪老坑、麻子坑、宋坑、有凍岩、白線岩等諸岩佳石，基本涵蓋了端石的主要石種。此外，廣州市饒宗頤學術藝術館還出版了《端石聚珍—選堂銘繪陳偉剛鐫刻端硯譜》一書，展現各種端石特色，是研究肇慶端石的寶貴資料。
端硯石是古端州（即今廣東省肇慶市）端溪硯坑一帶產的硯石。端硯始于唐朝武德年間，已逾1300多年，其石質柔潤、發墨不滯、三日不涸，呵氣能研墨，石品花紋豐富多彩，被尊為中國四大名硯之首。端硯石硬度為摩氏(2.8至3.5)，比墨條的硬度（2.2至2.4）稍硬，但比刻刀的硬度（約5）低1倍左右。致使端硯下墨快、易雕刻。不吸水；端硯石顯孔隙率小、飽和吸收率低，說明硯石的礦物細、粒間間隙小，開型或小開型裂隙不發育，使硯石蓄水不涸。端硯石分紫端、綠端、白端三種，其中紫端石為富鋁、鉀、鐵的矽酸鹽類岩石。綠端石和白端石為富鈣、鎂的碳酸鹽類岩石。紫端石和綠端石形成於同一個泥盆紀。白端石形成於比紫端石晚7000萬年石炭紀。端硯石眼是生長在硯石中，形狀似動物眼晴的球狀石核。原型為綠色豆粒沉積作用形成，地質學稱豆粒構造，中心一粒為鐵礦物，外殼包裹不含磁鐵礦和赤鐵礦等鐵礦物的綠色粘土。顏色暈圈于硯石形成的最後階段因中心鐵礦物氧化，鐵質擴散浸染作用形成的。端硯之所以名貴，除了有獨特的石質外，還有豐富多彩，變化莫測的石品花紋（又稱石品）。這些石品花紋是由於某些礦物成分的局部聚集，在端硯石中由白、青、藍、紅、褐、綠等顏色組成的各種圖案，有的成塊狀、有的成斑狀、有的成花點狀、有的成線狀，端硯藝人們依據這些花紋的大小、形狀，分別用與自然界某些物象相似的名稱來命名，並巧秒地運用到端硯的藝術創作中，大大提升了端硯的價值。凍是端硯中不同形態的白色絹雲母扁豆體，是端硯石中質地最細膩、最幼嫩、最純淨之處。根據不同的形態質感和顏色，分為蕉葉白、魚腦凍、碎凍、米仔凍、浮雲凍、天青凍等。硯的設計要求“因石構圖，因材施藝”，除了傳統硯式外，還要充分利用天然石皮，彙集文學、歷史、繪畫、書法、金石於一體，可以說是將硯昇華為一種綜合性藝術品的重要環節。端硯雕刻主要有深刀（高深雕）與淺刀（低浮雕）雕刻，還有細刻、線刻，適當的通雕（鏤空）等，名貴的硯石不雕或少雕，平板硯多為優質硯石。挑選端硯時，要看出自於端溪的哪個坑洞。其中1.老坑、2.麻子坑、3.坑仔岩，這三個就是人們所說的三大名坑！這三大名坑身上具備了所有端石最優質的石品，歷朝歷代一直都是貢品所選！現代端硯大都有上蠟，使用前要退蠟，傳統用杉木炭粉沾水用稻杆擦硯堂去蠟，現代用洗衣粉、牙膏去蠟。