貝加爾湖禪石
貝加爾湖禪石(Baikal zen stones)
在冬天的貝加爾湖,你有時會看到這樣奇異的景象: 冰封的湖面上,一塊塊扁平的鵝卵石穩穩地立於細小的冰柱之上, 其下微微凹陷,這場景就像是在石頭從水中彈起的剎那間, 時間和空間一整個被凍結住一樣。
人們把它們跟日式庭院中的那些裝飾性的禪石聯想到一起, 便給這些石頭起了一個頗具詩意的名字——貝加爾湖禪石(Baikal zen stones)。
關於貝加爾湖禪石的形成,最常見的解釋是: 白天,石頭會吸收陽光的熱量,下方的冰會融化, 直到只剩下一個纖細的底座來支撐它;到了晚上, 冰又會重新凍住,如此往復,就形成了一個個小支架。
不過,有兩名物理學家並不贊同這個解釋, 他們認為禪石現象純粹是由冰的昇華造成的, 與石頭的熱傳導無關;冰會直接昇華成水蒸汽, 而不會經過水相;而石頭的存在影響了冰面昇華的速率。
冰昇華的主要能量來自陽光,冰面上的石頭就像一個傘蓋, 會遮擋太陽輻射,使得石頭下方的冰昇華變慢。 當周圍的冰面隨著昇華降低, 石頭正下方昇華受阻的部分就會凸顯出來, 這就是你看到的一條條細小的冰柱。
為了驗證他們的想法,研究者用凍乾機進行模擬實驗, 用金屬圓盤(鋁盤和銅盤)作為鵝卵石的替代物,再現了這個過程。
和湖面的情況類似,凍乾機中的冰塊在低溫、 低壓的環境下,吸收熱量逐漸昇華。 鋁和銅盤都產生了類似於貝加爾禪石的現象, 儘管銅的導熱性幾乎是鋁的兩倍。 作者因此得出結論, 石頭的熱性能並不是該過程中的關鍵因素。
石頭正下方的凹陷是因為被太陽曬熱的石頭也會釋放熱量, 這部分熱量提高了其附近冰的昇華速率。
Photo by : Elena Vtorushina
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2024-05-01 |
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