大自然的色彩探秘
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1.9 多彩沙子

沙子是什么颜色?绝大多数人可能会回答枯黄色或土黄色。若有人告诉你,沙子有红、白、黑、绿、蓝、黄等各种颜色,你会惊讶吗?

沙子是土木工程不可缺少的材料,也是工业生产单晶硅等的基本原料。沙子的最常见组成成分是二氧化硅(SiO2)。沙漠里的沙子主要是由岩石风化而来,岩石里一般含有可呈现各种颜色的多种矿物质,因此岩石风化形成的沙漠有可能展现出多种不同的颜色。桔黄色沙子给人一种无边无际的感觉,沙色如金,沙质洁净,宽广壮观,黄如金屑软如苔。行走其上,心旷神怡。

沙漠地表覆盖大片流沙,广泛分布各种沙丘。在全世界范围内,沙漠面积约占陆地总面积的十分之一。中国陆地面积中,有130万平方千米是沙漠,绝大部分分布在西北地区。

“戈壁”一词源于蒙古语,意思是“难生草木的土地”,在维吾尔语里面就是“沙漠”的意思,是粗砂、砾石覆盖在硬土层上的荒漠地形。

小贴士

世界十大沙漠:非洲北部的撒哈拉沙漠,亚洲西南部的阿拉伯沙漠,澳大利亚沙漠,南美洲南部的巴塔哥尼亚沙漠,非洲南部的卡拉哈里沙漠,亚洲西南部的叙利亚沙漠,中国新疆的塔克拉玛干沙漠,亚洲中部俄罗斯境内的卡拉沙漠,南亚西北部的塔尔沙漠,亚洲中部俄罗斯境内的吉齐尔沙漠。

塔克拉玛干(在维吾尔族语是走进去出不来之意)沙漠位于新疆天山以南,昆仑山以北的塔里木盆地的中心,是中国最大的沙漠,占全国沙漠总面积的43%,在众多非极地沙漠中位居第15位。沙漠腹地两座红白分明的高大沙丘,分别是由红砂岩和白石膏组成的沉积岩露出地面后形成的,名为“圣墓山”,其上的风蚀蘑菇形状奇特,高约5m,巨大的盖下可容纳10余人。距今700万~500万年间,浩浩荡荡的地中海却是一片干涸荒芜的沙漠,大自然造就“沙漠变海洋”的巨变。

撒哈拉沙漠约形成于250万年前,是世界上最大的沙漠,以250毫米等雨线为界,面积约为906万平方千米,撒哈拉沙漠干旱地貌类型多种多样,由石漠(岩漠)、砾漠和沙漠组成,石漠主要由大片砂岩、灰岩、白垩和玄武岩构成。放眼望去,只见一座座金黄色的沙丘连绵起伏,有的沙丘很大,像高大的金字塔。

塔克拉玛干沙漠

红色沙漠

知识拓展

沙尘暴是如何形成的?

在荒漠和半荒漠地区,尘暴与沙暴的结合就是沙尘暴。沙暴发生时,风力多在4~8级,近地面的细沙和粉尘被输送到15~30m的高空,卷起的沙尘物质一般在就近的障碍物或绿洲边缘沉积,造成沙埋、沙割之害。尘暴指8级以上的强风将大量尘土及其它细颗粒物质卷入高空,形成一道高达500~3000m的翻腾风墙,暴风携带的尘土滚滚向前,在高空可飘散到数千千米甚至一万千米之外。黑风暴则是一种特大的强沙尘暴,所过之处能见度几乎为零。

造成大范围沙尘暴天气的原因,除了大气湍流作用以外,开荒毁林破坏了植被导致土壤沙化严重是相当重要的原因。通过人为干预(如绿化),可以减少沙尘暴产生的次数及强度等。

棕色花岗岩等铁质物质的长期风化,可以使沙石裹上一层氧化铁的外衣,氧化铁赋予沙丘绚丽的红色,因而形成了红色沙漠。克孜勒库姆(突厥语意为“红沙漠”)沙漠主要成分为崩裂的岩屑和沉积红土壤的残余物,故呈红色。辛普森沙漠、吉布生沙漠等的沙子中含有较高的氧化铁,沙色呈现铁锈色,这是最为常见的红色沙漠。坐落于夏威夷毛伊岛的哈纳红沙海滩的沙子是由一个内陆火山渣锥受侵蚀形成的,随着太平洋带来的每一次具有极大冲击力的海浪,铁锈色的沙子在海水的影响下,呈现出更为浓重的红褐色。由数以十亿计红色石榴石晶体组成的菲佛海滩,海浪的冲刷不仅影响了这些微型晶体的外形,同时让它们呈现出一直处于变化之中的彩虹色,粉红色、红色、品红色和紫色就此成为菲佛海滩的主打色。巴哈马海港岛的沙滩是粉红色的,是由珊瑚粉呈色所致。夏威夷岛的Mauim海滩由于位于红色砂岩山脚下,因此沙滩是红色的。

“蓝色的海洋,绿色的沙滩”。含有绿泥石和海绿石的沙子一般呈绿色,位于夏威夷大岛卡乌地区南岬的科巴卡巴纳海滩,呈现出优雅的翠绿色,海滩的绿色由橄榄石晶体所致,这种矿石通常存在于火成岩中,是铁和镁的硅酸盐,绿色被认为是痕量镍存在的结果。绿色海滩异常罕见,除了夏威夷外,就只有美国关岛和加拉帕哥斯群岛拥有这种奇特的海滩。

喀麦隆的林贝海滨的沙滩是黑色的,原因是火山腰间喷出的熔岩和火山灰大量地朝着大海方向流动,火山灰与海滩上的泥沙糅合在一起,经过海水和风力长年累月的作用,熔岩与泥沙合二为一,就变成了具有巧克力色的黑沙滩,又细又软。黑沙滩不仅具有观赏价值,还具有特殊的理疗功能,受到游客的喜爱。

夏威夷岛的红色沙滩

夏威夷的绿色沙滩

黑色沙漠是由火山喷发出的黑色粗玄岩火山岩受强风侵蚀所致,夏威夷punaluu海滩的黑砂来自玄武岩熔岩形成,富含磁铁矿的沙子呈深黑色。中亚的卡拉库姆沙漠是黑色的,其沙子是当地的黑色岩层风化而成。埃及的黑色沙漠所在的地区是火山喷发所形成的山地,遍布着许多被黑色石子覆盖的小山丘,形似火山,而平地则为棕橙色,并非黑色。那里到处都是黑色的小石头。这里的山脉受到腐蚀,为沙漠覆盖了一层黑色的粉末与石块,因此得名。黑色沙漠尽头就是黑色的火山山丘,它们喷发出了名为粗玄岩的黑色火山物质。

撒哈拉沙漠有黑色的沙丘,也有白色的沙海。埃及法拉夫拉沙漠最奇特之处就在于它是地球上著名的一处白色沙漠,其名字来源于白垩(chalk),它位于埃及法拉夫拉以北约45千米处。沙漠呈现出像奶油一样的白色,和世界上其它地区的黄色沙漠形成了鲜明的对比。白色沙漠到处都是石灰石(CaCO3),长期分化后,沙漠表面几乎都是类似被压得粉碎的粉笔模样的沙砾。白色沙漠是由古老海洋中的古老海生单细胞无脊椎生物的钙质壳变成石灰岩,由于地壳运动、变迁等,石灰岩被沙漠干燥多沙的风日复一日年复一年地侵蚀,形成了白色的沙漠。每当日出日落,白色的沙漠被染成粉红色或者橙色,十分美丽。

Hyams海滩是由纯石英(SiO2)粉组成的白色沙滩,塔克拉玛沙漠中白色沙丘则由石膏(CaSO4)组成。美国白沙国家公园是一片绵延13千米的白色沙海,这里远古时是以石膏为主的海洋底部低层结构,数千万年间的地壳运动使得地势起起落落,最后沉降为盆地,于是石膏以结晶的形式沉淀下来。湖水缓慢蒸发后,在冻结和融化、潮湿和干旱等自然力的作用下,石膏晶体最终破碎成沙子,风吹动沙子形成沙丘,沙丘缓慢移动,最终形成了今天的白色沙漠。沙滩的白色,海水的蓝色,阳光的金色,棕榈的绿色,海滩上人们健康的古铜色,绚烂地诠释了海滩文化。澳大利亚南部的海姆斯海滩凭借细小柔软的粉末状白沙荣登《吉尼斯世界纪录大全》,成为世界上最白的海滩。

甘肃敦煌的鸣沙山是由流沙积成的,整个山体由红、黄、绿、白、黑五种颜色的沙粒堆积而成,人称“五色沙”。五色沙明暗相间,色彩缤纷,是不可多得的奇景。美国的亚利桑那州北部阿达达马镇附近、化石公园的南门,有一处颇负盛名、拥有红、黄、紫、蓝、白等多种颜色的“彩色沙漠”。 五彩沙漠的形成跟岩石、风凌石有关,五彩的风凌石就是被风化的岩石,岩石再风化就慢慢碎成了沙子,逐渐形成沙漠。在喜马拉雅山脉与冈底斯山脉间的帕羊至仲巴一段路上,可看见雪山下有一片五彩斑斓的沙漠。

夏威夷黑色的沙滩

白色沙漠

知识链接

为什么沙漠会有这么多的颜色呢?因为沙漠是岩石风化的结果,而岩石是由各种不同的矿物质组成的,各种矿物具有不同的颜色,所以岩石受风化后产生的沙漠呈现出不同的颜色。辛普森沙漠的岩石中含有铁质较高,当沙粒表面的铁被氧化后就成为呈现红色的氧化铁,因此形成了红色的沙漠。

世界上最大的沙漠是撒哈拉沙漠,东西长4800km,面积906万平方千米;最大的盐沙漠是乌尤尼盐沼,东西长约250km,南北宽约100km,面积10582km2,盛产岩盐和石膏;最大的流动性沙漠是塔克拉玛干沙漠,东西长约1000km,南北宽约400km,面积达33万平方千米。