wei|海上漂来一座岛，竟是一堆石头浮在水上？( 二 )

文章插图

图源：Wikimedia Commons
这是因为浮石的气孔结构并非完全密封，而是部分与外界连通的。随着气体逐渐损耗，水流入侵，浮石终将结束漂浮生涯。
但令科学家感到不解的是，即使是一块海绵完全浸湿了也会沉，而海上波涛汹涌，浮石为什么能浮数年之久？
伯克利实验室的科学家用同步加速器发射X射线扫描浮石，并进行3D建模，这才看透了其中的奥秘。

文章插图

3个浮石样本中的大气泡（上）和所有气泡（下）| 图源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)
他们发现，浮石的沉浮背后是与水的博弈。浮石中密布着许多头发直径宽的微小孔隙，周围的水在毛细管作用下沿孔隙渗入，并包围在孔洞中无处可逃的气体，形成气泡。由于水的表面张力，这些气泡难以移动，被困在石头中。

文章插图

水（蓝色）进入浮石孔洞后包围气体（白色）形成气泡 | 图源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)
然而，随着液体渗流，这些气体还是会渐渐扩散出去，终归要石沉大海。科学家用渗流理论（percolation theory）描述了这一过程，以此预测浮石的“浮生”有多长。
研究者在实验室中还发现了一个有趣的现象：有的浮石白天漂浮，夜里下沉。
难不成这家伙还要睡觉？
这些石头可不是因为漂累了夜里想休息，而是因为“凉了”。白天气温高，浮石中的气泡膨胀，产生更大的浮力；反过来，夜里温度降低，气泡变小，水流渗入，有的浮石就撑不住了。

文章插图

加热后的浮石（最右侧2个）气泡（白色）减少，渗水（蓝色）增加 | 图源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)
研究者直接用高温加热浮石后，这些浮石就完全浮不起来了。X射线扫描结果显示，其中的气泡都小了许多，被水流所侵占。
浮石不仅物理性质特殊，它还蕴藏着地质、生物演化的历史。来自水下火山的浮石让沉睡海底的秘密浮出水面。浮石的多孔结构富集了很多营养物质，为藻类、珊瑚虫等动植物创造了生存条件，这些生物跟着浮石流浪，被带到了世界各地，在新的家园扎根。
除了研究价值，浮石也被应用于人类生活的各个领域。
浮石多孔的特性适合用来磨东西。最常见的就是搓脚石，用来磨去脚底厚厚的角质层。
浮石磨成粉后也可以作为皮肤的去角质剂。几千年前的古人没有现在这样丰富的洗护用品，他们还会用浮石去除毛发、老茧，以及磨指甲。古罗马人还会在牙膏中加入浮石粉，作为抛光剂，磨掉牙菌斑，但磨过头了也很伤牙。

wei|海上漂来一座岛，竟是一堆石头浮在水上？( 二 )

秒懂生活扩展阅读