李泽冈环带:自动艺术

大自然是一位奇妙的画家

詹姆斯·圣约翰 Flickr (CC BY 2.0)

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


几年前的一天,卡兰·本特利在推特上发布了这条消息: 

今天你能看到的最棒的李泽冈环带在这里 http://bit.ly/fgzbBO 和这里 http://bit.ly/gFjQja.

我完全不知道李泽冈环带是什么,但如果卡兰说这是最好的,那肯定很棒。所以我点击进去了。你也试试。去吧。


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令人惊叹,不是吗?对我来说,就像小灯泡“闪烁”了一下,因为我发现自己花了很多时间在李泽冈环带的包围中。它遍布亚利桑那州北部的砂岩,我们过去常常在书店里出售一些,比如杯垫和书挡之类的。它被宣传为“图纹砂岩”。这些图案非常漂亮。当我在银杏化石森林州立公园附近的岩石商店看到成堆的杯垫时,我突然感到一阵强烈的怀旧感,买了一些。真可爱!

Image shows a round coaster on a black wood background. It's variations of brown, russet, and tan. It looks like someone's painted a mountainous desert landscape complete with foothills on it, but it's all natural.

我一块可爱的李泽冈环带砂岩杯垫。图片来源:达娜·亨特

 

现在我知道是什么造成了这些令人难以置信的图案。嗯,算是吧。我们还没有完全弄清楚导致李泽冈环带形成的过程。这里说的“我们”,不是指我和我的猫,虽然我们俩都不太明白。不,整个科学界仍在为其中的细节而集体挠头。但我们已经有了一些大致的了解。这并非完全是个谜,只是那种让科学家们快乐和忙碌的谜团之一。

与此同时,我们可以欣赏这些美丽的成果。想象一下,当我在谷歌搜索李泽冈环带时,竟然被引导到了布莱恩·罗曼斯自己的博客,以及这张绝美的野外照片,我有多么高兴。你真的必须点击看看。

我在青少年时期像那样在岩石上驰骋,那是壮丽的侏罗纪砂岩,由古代沙丘形成。我原以为那些漂亮的条纹颜色,所有黄色、淡紫色、红色和深棕色,都是一开始就形成的。但不是!那是后来才出现的。首先,你有沙丘,然后你有砂岩,然后地下水来了,溶解了所有那些可爱的富铁矿物,如赤铁矿,并将其沉淀出来。

然后,经过多年的时间和普遍的干燥,你会得到像上面那样具有狂野图案的地层,然后有人来开采它们,用于制作像这样的东西

Image is similar to the coaster above, but the patterns are more like rolling desert dunes than mountains.

另一块由大自然艺术化的可爱杯垫。图片来源:达娜·亨特

李泽冈环带不仅仅出现在砂岩中。它也可能发生在凝灰岩中,甚至人造物中,如石灰砂浆(但仅限于罗马配方且已老化14年及以上的)。所有需要的只是具有适当孔隙率的东西。弗雷德里克·费迪南德·龙格在1855年首次在吸墨纸上注意到这种现象——他被他的“自绘图片”所吸引,为此写了一本书。但他未能引起轰动,所以四十一年后,拉斐尔·李泽冈摆弄摄影化学品时重新发现了它们。在一次导致发现的美妙科学事故中,他将一滴硝酸银晶体滴到凝胶上,看到了同心环的形成。他没有把烂摊子扔掉,而是写了关于它的论文。

在自然界中,事物不像他的同心环那样整齐。李泽冈环带当然以带状形式出现,但也以环状、螺旋状和球状出现,方向各异,较新的组会切割甚至有时溶解较旧的组。

关于这些环带,最令人着迷的事情之一是它们是通过自组织过程形成的:它们的图案不需要模板。它们不是由生物控制的。它们只是自然发生。所有这些美丽、艺术的复杂性都是简单的、无意识的过程的结果。我发现这令人着迷。物理学、化学和地质学结合起来形成如此图案的力量令人惊叹。

美妙的世界,不是吗?

 

参考文献: 

“李泽冈环带。”  詹姆斯·圣约翰,俄亥俄州立大学纽瓦克分校

“李泽冈环。”  吉尔曼·图姆斯

“传统石灰砂浆碳化过程中的李泽冈图案发展。” 罗德里格斯-纳瓦罗等人,《皇家学会学报》,2002年

“‘李泽冈环’简史。”  In Silico有限公司

 

此帖子的一个版本最初出现在 En Tequila Es Verdad 网站。

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