石頭入水即沉是常識，但下麵要介紹的這種石頭並非“常石”。

浮石 | 圖源：Wikipedia

它叫做浮石（pumice），名字已經點明了它的與(yu) 眾(zhong) 不同之處。

圖源：gfycat

看到浮石的樣子，你就能立馬明白它為(wei) 什麽(me) 會(hui) 浮在水上。它看起來就像石化的海綿寶寶。

浮石中的孔洞占總體(ti) 積的64%到85%，也就是說它內(nei) 部充滿空氣，主要由二氧化矽組成的礦物隻占了一小部分。

一卷紙幣就能支撐住浮石 | 圖源：Wikipedia

石頭界的海綿寶寶是怎麽(me) 形成的呢？ 因為(wei) 它經常出現在海上或海邊，古人曾以為(wei) 它是海上的浮沫固結而成。但它的生母並非柔情的水，而是暴躁的火山。

圖源：Wikimedia Commons

火山噴發後，大量熾熱的岩漿湧入冰冷的海水，迅速冷卻，內(nei) 部壓力驟降，氣體(ti) 溶解度降低。正同剛打開的可樂(le) 瓶會(hui) 釋放大量二氧化碳，原本溶解在岩漿中的氣體(ti) 紛紛逃逸形成氣泡。由於(yu) 岩漿在瞬間凝固，二氧化碳等氣體(ti) 才冒了下泡就被定格在其中，形成大量孔洞。因此浮石也是一種火山玻璃。 這些火山有的來自岸上，有的則隱於(yu) 海底。通常來說，岸上的火山噴發產(chan) 生的浮石比較小，大不過高爾夫球。而海底火山直接將岩漿噴到海裏，產(chan) 生的浮石一般有蘋果大小。它們(men) 分布在火山附近數千米的範圍內(nei) 。大量浮石聚在一起有時會(hui) 形成一座浮島，被稱為(wei) “浮石筏”（pumice raft）。

衛星拍攝到湯加群島附近的浮石筏 | 圖源：NASA

2019年，湯加群島附近的熱帶海域出現了一座150平方千米的“浮島”，它由海底火山噴發形成。

浮石筏上的大量浮石 | 圖源：ayman masry

浮石筏上布滿了大大小小、密密麻麻的浮石，散發著硫磺氣味，一路向著澳大利亞(ya) 移動。科學家認為(wei) 它將為(wei) 衰落中的大堡礁帶來新的生機。 浮石會(hui) 在海上長途旅行。1979年，湯加附近海底火山噴發形成的巨大浮石筏就一路漂到了數百千米外的斐濟。喀拉喀托火山爆發形成的浮石則在印度洋上漂蕩了20年。這些漂浮不定的石頭有時會(hui) 威脅到過往船隻。 不過，浮石也不會(hui) 一直流浪下去，它們(men) 最終還是會(hui) 沉入海底或被送上岸。

圖源：Wikimedia Commons

這是因為(wei) 浮石的氣孔結構並非完全密封，而是部分與(yu) 外界連通的。隨著氣體(ti) 逐漸損耗，水流入侵，浮石終將結束漂浮生涯。 但令科學家感到不解的是，即使是一塊海綿完全浸濕了也會(hui) 沉，而海上波濤洶湧，浮石為(wei) 什麽(me) 能浮數年之久？ 伯克利實驗室的科學家用同步加速器發射X射線掃描浮石，並進行3D建模，這才看透了其中的奧秘。

3個(ge) 浮石樣本中的大氣泡（上）和所有氣泡（下）| 圖源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

他們(men) 發現，浮石的沉浮背後是與(yu) 水的博弈。浮石中密布著許多頭發直徑寬的微小孔隙，周圍的水在毛細管作用下沿孔隙滲入，並包圍在孔洞中無處可逃的氣體(ti) ，形成氣泡。由於(yu) 水的表麵張力，這些氣泡難以移動，被困在石頭中。

水（藍色）進入浮石孔洞後包圍氣體(ti) （白色）形成氣泡 | 圖源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

然而，隨著液體(ti) 滲流，這些氣體(ti) 還是會(hui) 漸漸擴散出去，終歸要石沉大海。科學家用滲流理論（percolation theory）描述了這一過程，以此預測浮石的“浮生”有多長。 研究者在實驗室中還發現了一個(ge) 有趣的現象：有的浮石白天漂浮，夜裏下沉。 難不成這家夥(huo) 還要睡覺？
這些石頭可不是因為(wei) 漂累了夜裏想休息，而是因為(wei) “涼了”。白天氣溫高，浮石中的氣泡膨脹，產(chan) 生更大的浮力；反過來，夜裏溫度降低，氣泡變小，水流滲入，有的浮石就撐不住了。

加熱後的浮石（最右側(ce) 2個(ge) ）氣泡（白色）減少，滲水（藍色）增加 | 圖源：Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017)

研究者直接用高溫加熱浮石後，這些浮石就完全浮不起來了。X射線掃描結果顯示，其中的氣泡都小了許多，被水流所侵占。 浮石不僅(jin) 物理性質特殊，它還蘊藏著地質、生物演化的曆史。來自水下火山的浮石讓沉睡海底的秘密浮出水麵。浮石的多孔結構富集了很多營養(yang) 物質，為(wei) 藻類、珊瑚蟲等動植物創造了生存條件，這些生物跟著浮石流浪，被帶到了世界各地，在新的家園紮根。 除了研究價(jia) 值，浮石也被應用於(yu) 人類生活的各個(ge) 領域。 浮石多孔的特性適合用來磨東(dong) 西。最常見的就是搓腳石，用來磨去腳底厚厚的角質層。

浮石磨成粉後也可以作為(wei) 皮膚的去角質劑。幾千年前的古人沒有現在這樣豐(feng) 富的洗護用品，他們(men) 還會(hui) 用浮石去除毛發、老繭，以及磨指甲。古羅馬人還會(hui) 在牙膏中加入浮石粉，作為(wei) 拋光劑，磨掉牙菌斑，但磨過頭了也很傷(shang) 牙。 浮石用在人身上狠了點，但是作為(wei) 強力清潔劑還是不錯的，可以輕鬆磨掉水垢和鐵鏽。服裝製造業(ye) 也會(hui) 用浮石來洗牛仔褲，製造出流行的做舊感。 輕飄飄的浮石不適合直接用作建築材料，不過磨成粉後可以添加在混凝土中作為(wei) 膠凝材料，提高混凝土的耐久性。 在園藝界，浮石則被用來裝飾盆景。將它混在土壤，還可以增強土壤的排水透氣性，讓植物生長得更好。

看似“輕浮”又其貌不揚的浮石，這不比多少“花瓶”石頭實在得多？

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