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科學發現：火山灰破壞古跡
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科學發現：火山灰破壞古跡
圖片來源：Pixabay
維蘇威火山的噴發使龐貝古城被淹沒在火山灰和岩塊之下，直到1500年後才被人發掘，逐漸重見天日。大多數考古學家都期望，火山噴發產生的碎屑能保全古城殘留的廢墟，但新的研究卻表明，這些被稱為火山碎屑的物質在特定條件下也會對建築造成破壞。
研究人員在《應用化學·國際版》（Angewandte Chemie Inter-national Edition）雜誌上發表了一項研究，其中指出，火山碎屑在接觸水後會滲出氟離子，帶負電的氟離子能夠附著在其他離子上，比如，附著在龐貝古城著名的生動壁畫上形成鹽硬殼。隨著鹽類化合物的溶解和重結晶，鹽硬殼會改變壁畫上顏料的顏色，同時使壁畫產生裂紋。
圖片來源：Pixabay
當西班牙巴斯克大學的化學家馬伊泰·馬古雷吉（Maite Maguregui）和同事在發掘出的龐貝壁畫中檢測到氟化物時，他們就懷疑罪魁禍首是這些火山碎屑了。馬古雷吉指出：“氟化物就是火山碎屑物影響的標誌”。這是由於大氣中的氟化物含量稀少，而火山噴發的火山灰和岩石碎屑中則含有氟化物。
當被掩埋的壁畫處於幹燥環境時，它們是相對安全的。但時，地下水和降雨的影響讓氟離子形成了有害的氟化物，即便它們被埋在地下也難以幸免。這種破壞在壁畫暴露於大氣後會急劇惡化，因為此時氟化物的形成也在加速。
圖片來源：Pixabay
英國倫敦考塔爾德藝術學院主要研究藝術保護的奧斯汀·內文（Austin Nevin，並未參與這項研究）認為：“這是一種警示，告誡我們一旦處理不當，被發掘出的藝術繪畫就會迅速崩壞。”
內文還補充說，考古學家必須在發掘之後立即展開繪畫評估工作，盡快確認其中是否含有像氟化物之類的化合物或離子，以便采取正確的保護措施，減少損失。
一般情況下，氟化物離子或者氟元素產生的信號十分微弱，無法使用標準便攜設備進行檢測。因此，馬古雷吉的團隊開發了一種用於現場檢測的新技術：他們使用便攜的激光設備在發掘出的繪畫表麵打碎一塊極小的石灰岩，這個過程會釋放出鈣離子，鈣離子與周圍的氟離子反應就會形成氟化鈣。而通過檢測氟化鈣發出的特征波長就能實現對氟離子的檢測。
這種檢測手段已經可以提供早期預警，但是研究人員表示，目前仍未找到最佳的處理方法，以便盡可能減緩繪畫受到鹽類的破壞。內文也表示，在找到更好的方法前，如果我們在尚未出土的繪畫中檢測到了氟化物，最好的處理辦法還是將它們再掩埋回去。
撰文：拉克希米·蘇普裏亞（Lakshmi Supriya）
翻譯：董子晨曦
文章來源：環球科學
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維蘇威火山的噴發使龐貝古城被淹沒在火山灰和岩塊之下，直到1500年後才被人發掘，逐漸重見天日。大多數考古學家都期望，火山噴發產生的碎屑能保全古城殘留的廢墟，但新的研究卻表明，這些被稱為火山碎屑的物質在特定條件下也會對建築造成破壞。
研究人員在《應用化學·國際版》（Angewandte Chemie Inter-national Edition）雜誌上發表了一項研究，其中指出，火山碎屑在接觸水後會滲出氟離子，帶負電的氟離子能夠附著在其他離子上，比如，附著在龐貝古城著名的生動壁畫上形成鹽硬殼。隨著鹽類化合物的溶解和重結晶，鹽硬殼會改變壁畫上顏料的顏色，同時使壁畫產生裂紋。
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當西班牙巴斯克大學的化學家馬伊泰·馬古雷吉（Maite Maguregui）和同事在發掘出的龐貝壁畫中檢測到氟化物時，他們就懷疑罪魁禍首是這些火山碎屑了。馬古雷吉指出：“氟化物就是火山碎屑物影響的標誌”。這是由於大氣中的氟化物含量稀少，而火山噴發的火山灰和岩石碎屑中則含有氟化物。
當被掩埋的壁畫處於幹燥環境時，它們是相對安全的。但時，地下水和降雨的影響讓氟離子形成了有害的氟化物，即便它們被埋在地下也難以幸免。這種破壞在壁畫暴露於大氣後會急劇惡化，因為此時氟化物的形成也在加速。
圖片來源：Pixabay
英國倫敦考塔爾德藝術學院主要研究藝術保護的奧斯汀·內文（Austin Nevin，並未參與這項研究）認為：“這是一種警示，告誡我們一旦處理不當，被發掘出的藝術繪畫就會迅速崩壞。”
內文還補充說，考古學家必須在發掘之後立即展開繪畫評估工作，盡快確認其中是否含有像氟化物之類的化合物或離子，以便采取正確的保護措施，減少損失。
一般情況下，氟化物離子或者氟元素產生的信號十分微弱，無法使用標準便攜設備進行檢測。因此，馬古雷吉的團隊開發了一種用於現場檢測的新技術：他們使用便攜的激光設備在發掘出的繪畫表麵打碎一塊極小的石灰岩，這個過程會釋放出鈣離子，鈣離子與周圍的氟離子反應就會形成氟化鈣。而通過檢測氟化鈣發出的特征波長就能實現對氟離子的檢測。
這種檢測手段已經可以提供早期預警，但是研究人員表示，目前仍未找到最佳的處理方法，以便盡可能減緩繪畫受到鹽類的破壞。內文也表示，在找到更好的方法前，如果我們在尚未出土的繪畫中檢測到了氟化物，最好的處理辦法還是將它們再掩埋回去。
撰文：拉克希米·蘇普裏亞（Lakshmi Supriya）
翻譯：董子晨曦
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