薛斌
詩人說“一沙一世界”,佛家說“聚沙成塔”。提到沙子,你一定不會陌生。哪個寶寶不喜歡玩“堆沙堡”的游戲呢?即便已經(jīng)長大成人,也一定向往著“陽光、沙灘、海浪、仙人掌,還有一位老船長”的世界吧。
那么,沙子究竟是從哪里來的呢?你想過這個問題嗎?
翻開字典查看,“沙”字的第一個意思是“非常細(xì)碎的石?!?。顯然,沙子是從石頭變的,這一點有點兒像橫空出世的孫悟空。不過,明明是三點水的“沙”,怎么就跟石頭扯上了關(guān)系呢?再仔細(xì)翻看字典,原來,漢語中有“沙/砂”兩個字,在表示沙子的時候,“砂”同“沙”,只不過在日常生活中用得較多的是“沙”字??磥?,沙子既跟石頭有關(guān),又跟水有關(guān)。
自然生活常識告訴我們,地球這個美麗星球最不缺的就是石頭,通俗地說,地球其實就是一個巨大的石球。石頭給你留下了什么樣的印象呢?第一印象恐怕就是堅硬吧。看似堅不可摧的巖石,其實也有脆弱的一面。在外力的作用下,石頭也會裂開、破碎,直至粉身碎骨。當(dāng)然,外力并不都是以簡單粗暴的方式強(qiáng)行作用于石頭上,也可能是和風(fēng)細(xì)雨,想想“水滴石穿”這個成語便可明了。只要把時間軸線拉得足夠長,拜大自然的鬼斧神工所賜,風(fēng)吹、水流、日曬等作用方式都可以把石頭像拿刀切水果一樣切碎。這就是所謂的巖石的風(fēng)化、剝蝕現(xiàn)象。經(jīng)過千百萬年的錘煉,地球上的一部分石頭變成了細(xì)碎的顆粒,于是,沙子誕生了。在這個過程中,大到奔騰的江河,小到涓涓細(xì)流,都發(fā)揮了重要的作用,所謂“流水散石,水少沙現(xiàn)”。如此看來,“沙”字從“水”從“少”,也就不難理解了。
沙子的化學(xué)成分又是什么呢?
沙子來源于巖石,巖石來源于地殼。地球化學(xué)知識告訴我們,地殼的主要成分是氧(O)、硅(Si)、鋁(Al)、鐵(Fe);那么,沙子的成分顯而易見—沙子主要是由二氧化硅(SiO2)構(gòu)成的,也就是地殼中排在前兩位的元素氧和硅通過Si-O-Si化學(xué)鍵形成。
當(dāng)然,沙子里也會含有其他化學(xué)物質(zhì),很多時候,這些雜質(zhì)決定了沙子的顏色。例如,我們常見的黃沙中含有水合氧化鐵(Fe2O3·xH2O),含有赤鐵礦(Fe2O3)的沙子呈紅色,雜質(zhì)非常少、純度很高的沙子則表現(xiàn)為二氧化硅本身的顏色,也就是乳白色,這種白色沙子被稱作石英砂,著名旅游景點北海銀灘的沙子就是高品位的石英砂。
這些人們司空見慣甚至于覺得微不足道的沙子有什么用處呢?切莫小瞧它們,那小小的身軀里有大大的夢想,沙子的用途可多啦,可以稱得上是“頂天立地”。
先從“立地”說起吧。沙子的第一大用途就是作為建筑材料。在漫長的歲月里,人類的棲身之所經(jīng)歷了從天然洞穴到茅草屋,到土坯房、磚瓦房,再到混凝土建筑的巨大轉(zhuǎn)變。建筑材料在其中發(fā)揮了巨大作用。作為巖石的變體,沙子自然可以成為建筑物的結(jié)構(gòu)材料,并且“身段柔軟”的特性賦予了它更加靈活的使用優(yōu)勢。當(dāng)然,這里面有個前提,那就是需要用一種“膠水”將沙子黏結(jié)起來;否則,只是“一盤散沙”,不堪大任。伴隨著水泥這種“膠水”的出現(xiàn),沙子終于可以大顯身手了。我們今天所享受到的高樓大廈帶來的舒適與便利,完全得益于混凝土的功勞?;炷辆褪且陨匙幼鳛楣羌懿牧稀⑺嘧鳛槟z凝材料,再加上水和其他助劑,按照一定比例混合而成的最重要的現(xiàn)代建筑材料。
世上沙子千千萬,但并不是任何一種沙子都適于作為建筑材料。經(jīng)過河流的千淘萬漉,河底沉積的沙子顆粒大小適中,表面光滑,鹽堿雜質(zhì)較少。因此,河沙是最佳選擇。河沙的沉積需要較長時間,儲量有限,開采之后還會使河道生態(tài)遭到嚴(yán)重破壞,因此,是一種寶貴的不可再生資源,需要加以節(jié)約和有序利用。相對河沙而言,海沙和沙漠沙儲量巨大,但是由于含有較多的鹽堿雜質(zhì),對鋼材有腐蝕作用,因而不能用于生產(chǎn)建筑混凝土。
沙子與玻璃也有不解之緣。
傳說在距今4000—3000年的地中海沿岸,奔波在外的商旅或是正在行軍打仗的軍隊,在生火做飯時偶然用碳酸鈉礦石來支撐鍋灶。飽餐一頓之后,人們驚奇地發(fā)現(xiàn),鍋底上沾染的沙子竟然變成了一種具有美感的透明的“寶石”。就這樣,人類在不知不覺中發(fā)明了玻璃。不過,也有專家認(rèn)為這個傳說并不可靠,因為生火做飯產(chǎn)生的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到制造玻璃所需要的高溫。但不管怎樣,沙子中含有的二氧化硅無疑是制造玻璃的重要原料,并且玻璃的主要成分也的確是二氧化硅。當(dāng)然,現(xiàn)代玻璃工業(yè)生產(chǎn)中使用的主要原料是石英砂,而非普通沙子。