玻璃在自然状态下可以保存多久(玻璃可以永久保存吗)

人类使用玻璃的历史已经有几千年了。据考古发现,大约在距今4000多年以前,古埃及人就开始制造玻璃了。考古学家在古埃及的遗迹中发现了玻璃,而且这些玻璃有的经过打磨成了球形,也就是玻璃珠的形状。大约公元前1000年左右,古罗马人发明的“玻璃吹制术”,将玻璃的制造和应用大大向前推进,使得人类制造玻璃的水平得到了大幅度提升。此后玻璃就逐渐融入了人类的日常生活之中。1688年,纳夫发明了制作大块玻璃的工艺,从此玻璃与人类生活密不可分。

玻璃是由沙子和其他物质熔融在一起形成的,其主要生产原料为纯碱、石灰石、石英。这些物质在熔融时会形成连续网络结构,在冷却过程中粘度逐渐增大并硬化结晶形成硅酸盐类非金属材料。普通玻璃主要成分是二氧化硅,是一种无规则结构的非晶态固体。

玻璃在自然状态下可以保存多久(玻璃可以永久保存吗)

现在,已经出现了很多种类的玻璃。主要有石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃、高温玻璃、耐高压玻璃、防紫外线玻璃、防爆玻璃等。玻璃被广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。可以说,人类生产和生活的方方面面都可以看到玻璃的存在。

由于玻璃的性质非常稳定,因此在自然状态下难以自然被降解。关于玻璃在自然状态中能够存在多少时间的问题,现在仍然没有定论。但多数人认为,鉴于玻璃的特性,如果将它们置于自然状态下,它们可以存在很长时间,甚至有人认为玻璃在自然界能够存在300万年的时间。

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玻璃为什么能够在自然界中长时间地存在?

任何一种物质能够长时间在自然界中存在,需要同时具备几个条件才行。而玻璃恰恰就是这样一种物质。下面我们来具体看看,是什么原因让玻璃可以“永久”存在于自然界当中呢?

玻璃之所以能够长时间在自然界中存在,主要是由其相当稳定的性质决定的。我们知道,玻璃的主要成分为二氧化硅,此外还有少量硅酸盐。如果从微观结构对玻璃进行观察,我们会发现在玻璃的内部,其组成原子如同液体一样,它们的排列显得非常杂乱无章。但是从宏观层面来看,玻璃却表现出固体所特有的很多特征。因此,玻璃这种特殊的物质形态被称为“非晶态固体”。

由于玻璃的这种特殊物质形态,因此在其内部存在着一种被称为“硅氧四面体”的构造单元。这种构造单元具体表现为一个硅原子位于“硅氧四面体”的中心位置,而周围则有四个氧原子分别连接着“硅氧四面体”的四个顶点。

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正是这种牢固的构造单元赋予了玻璃耐高温、耐腐蚀、耐氧化、高硬度的特点,同时使得玻璃的表面致密而光滑,以至于外界的物质几乎无法渗入其中。

除了这种特殊的构造单元外,玻璃的化学性质也非常稳定,通常情况下不会与周围的物质发生化学反应,自然界中的微生物也奈何它不得。正是由于玻璃具备上面这些特性,它们才有可能长时间地在自然界中存在。

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玻璃能够在自然界中长期存在,是因为它可以有效抵御自然界的降解作用。

自然界中的降解作用通常有光降解、生物降解等方式。那么这些自然降解方式对玻璃有没有作用呢?

先来看看光降解。从本质上来说,光降解就是被降解的物质在太阳光的照射下,它们吸收了太阳光中的紫外线等辐射,从而使物质的键能减弱,最终导致物质的完整性受到破坏。不过,由于玻璃是不是有机物,所以光降解显然对玻璃是不起作用的。

再来看看生物降解。生物降解主要是自然界中存在的真菌、细菌等微生物对特质的分解作用。由于玻璃的主要成分是碳酸钙、碳酸钠以及二氧化硅等,这些成分没有一个是生物生长和发育所需的,没有任何一种真菌细菌能把玻璃“吃下去”。因此想通过生物降解的方式处理玻璃也是不可能的。

通过上面的分析,可以这样认为,在自然环境下,玻璃是有可能会长期存在的。哪怕你把它们打碎,即使它们的形状不再完整,但是它们的性质仍然是没有丝毫改变的,它们仍然是玻璃。

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那么,玻璃真的可以永久在自然界中存在下去吗?

答案是不可能!玻璃可以在自然界中长期存在下去,但是要想永久存在下去,则是不可能的!甚至也没有可能存在到一些人认为的300万年那么长。不过如果处于非常理想的环境之下,存在几十万年应该是没有任何问题的。

首先,由于玻璃的主要成分是酸性氧化物,因此如果将玻璃长时间置于强碱环境中时,它们就会因为受到腐蚀而被破坏。此外,氢氟酸也能与玻璃中的二氧化硅发生化学反应,从而破坏玻璃的完整性并分解它。只不过,在自然状态下,要寻找强碱环境或者存在氢氟酸这类物质的环境,实在不是件容易的事,因此玻璃仍然可以高枕无忧。

不过,大自然并不是真的就拿玻璃一点办法也没有了。要收拾它,还是有办法的。这就是大自然的风化和侵蚀作用。

简单解释一下这两个概念。所谓风化是指坚硬的岩石或矿物在与大气接触的过程中,因发生了物理或化学变化而在原地松散堆积的过程。而侵蚀是指水流、冰川等在外力作用下发生运动而改变地貌的过程。

那些存在于自然界中的玻璃,由于自然界的侵蚀作用,它们就会遭到物理冲击,在水流或者冰川等外力的作用之下,玻璃会不断地翻滚、撞击、摩擦,在这个过程中,它们就会发生破碎,然后从大块变成小块、从小块变成更小块,如此不断反复。变细到一定程度之后,玻璃最终就会在风化作用下,变成非常细小的颗粒,并融入大自然之中。这就是玻璃的宿命。当然,这个过程并非一蹴而就,而是相当漫长的。

但是,如果是在海边,有了海水的加持,这个过程显然会大大缩短。非常典型的例子就是位于乌苏里海湾的“玻璃海滩”。过去的几十年,人们在这里堆积了大量的玻璃酒瓶。到现在,这些玻璃瓶在海浪夜以继日的冲刷之下,它们已经从一个个完整无缺的玻璃瓶变成了许多圆润光滑的玻璃珠子!显然,由于水力的冲击和沙子的摩擦,玻璃降解的过程明显被大大加快了。

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其实我们也用不着过分担心,哪怕玻璃不可被分解,它们可以永久存在于大自然中,但它们也不会对生态环境造成污染或者产生其它的不良影响,因为玻璃很纯净,它们本身并没有污染性。只不过在它们被大自然磨掉棱角之前,它们锋利的碎片可能会对人类和其他动物产生伤害。当然这也是小概率事件。

当然,如果一片玻璃刚好置于一个非常理想的自然环境之中,而且它能完美避开各种自然的降解作用,同时也能躲过自然的风化和侵蚀作用的话,我想它们在自然环境之中存在几百万年应该是没有什么问题的。

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