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彩色沙滩，色彩铺就的海陆边界
Lithium锂 2012-01-06 18:27:04
湛蓝的大海，灿烂的阳光，在你憧憬已久的海景中，脑海里是不是还会自动匹配一幕，细软而金黄的沙滩？喂，其实这只是对沙滩的刻板印象啦，沙滩的色彩，远比你想象的更为炫目！
双脚踩在细软的海滩上，眼前湛蓝的天空与海水交相辉映，湿咸的海风吹拂过你的发梢。还有什么，比阳光下的海滩令人向往？

一对新人在纯白的Hymas海滩上热吻。这里的沙由纯度近乎百分之百的石英组成，被吉尼斯世界纪录评为“世界上最白的沙”。图:.au
石英：沙滩的主角
为什么全世界的沙滩通常都是金黄色？这要从沙的成分谈起。在地质学中，沙，更专业地说，砂，指的是粒径在0.0625至2毫米之间的颗粒（根据伍登·温特华斯的分级方案）。砂的组成千变万化，但一般而言，主要成分是石英，占整体体积的2/3以上。其次是长石和岩屑，各可占到10~15%，远小于石英。石英呈现无色、白色或黄色，因此沙滩远远看去，就是一片金黄。某些地方的海滩，如美国佛罗里达的Siesta海滩和澳大利亚新南威尔士的Hymas海滩，由近乎百分之百的石英组成，因而洁白无瑕。
不过，为什么单单是石英独领风骚？让我们回到沙的母体——在地表出露的岩石，也就是“母岩”说起。岩石经过风化作用的洗礼，逐渐分崩离析，变为碎屑。风吹日晒，氧化酸蚀，生物生长，都是瓦解岩石的动力。通常是水流有时也有风与重力的作用，搬运这些碎屑。在搬运过程中，碎屑又进一步破碎，磨蚀，最终汇入大海。在海洋与大陆邂逅的海岸，河流向海中源源不断地输入泥沙，也有波浪、水流与风暴时不时将海中的泥沙冲到岸边，形成沙滩。

风化作用是一种对地壳表层岩石的破坏作用，可分为使岩石机械破坏的物理风化、发生化学变化的化学风化和生物参与的生物风化。图:Till Niermann, Dawn Endico, Saperaud, Nigel Corby, Jerzy Opioła, Till Niermann & Zayance/wiki
从母岩到海滩的长途迁徙中，一方面，碎屑的结构悄然发生改变——形状变得更圆、个头变得均一，棱角也被打磨干净。另一方面，这次跋涉也是一次对岩石中各种成分风化稳定性的艰巨考验。碳酸盐矿物如方解石，很容易溶于水中，早早就消失不见。岩浆岩中常见的铁镁暗色矿物，如橄榄石、辉石、角闪石，在地表极易分解。本是地壳中第一大造岩矿物的长石，也在这场较量中甘拜下风。唯有石英，既有高达7的莫氏硬度，又不易发生化学反应，最终身经百战，脱颖而出，在世界各地的沙滩上绽放光彩。

地质学家总结出的地表矿物的风化序列。连续和不连续序列分别反映了，浅色斜长石矿物和深色铁镁矿物矿物的风化速率顺序，而这也正好是它们在岩浆冷凝结晶过程中的生成顺序。越在地球深处，高压和高温下形成的矿物，在地表就越不稳定。图:Rob Lavinsky, Didier Descouens & Rock Currier/wiki; Orbital Joe/flickr
彩色海滩，摇曳多姿
不过，并非所有的海滩都主要由石英组成，也并非所有的碎屑都经过长距离的搬运。在一些海滩，砂粒直接来自离海岸不远的岩石。因此，这里的沙滩成分，就与海岸的地质构造密切相关，颜色也千变万化，远不止白色与黄色。例如，位于美国加利福利亚洲的Pleitiffer海滩，因拥有紫色与白色相间的花纹而独一无二。它的紫色，来源于周围岩层中含锰石榴石形成的颗粒。

Pleitiffer海滩拥有独特的彩色相间花纹，其紫色来源于岩层中的含锰石榴石。图:Simon Bisson/flickr
夏威夷群岛，这个火山作用频繁的热点，虽然整体面积和北京市差不多，却汇聚了全世界最丰富多彩的海滩类型。位于大岛的Punaluu海滩，是一片罕见的黑色沙滩。火山作用喷发的熔岩流入海水，迅速冷却并瓦解破碎，在海浪的熏陶下打磨成细粒的黑沙。夏威夷火山作用的熔岩，几乎都是基性的玄武岩。这种火山岩富含基性斜长石和辉石、橄榄石等暗色矿物，也含有一些铁的矿物，如磁铁矿、钛铁矿，因此一般为黑色。

Punaluu海滩不仅招徕众多的游客，也是一种濒危物种绿海龟的聚居地。图:Michael Hanscom/flickr
而位于夏威夷毛伊岛的Kaihalulu海滩，则拥有别具一格的红色。这片海滩向海一侧是一列礁体，形成与大海分隔的天然屏障。身后是火山喷发形成的火山渣锥（cinder cone），不断被海水侵蚀。由于长期没有新的火山作用，火山岩得以长期暴露，岩石中的铁质逐渐被氧化成砖红色三价铁。碧蓝的海水，搭配上鲜红的沙滩与山体，掩映在郁郁葱葱的铁木的绿色之中。值得注意的是，因为Kaihalulu海滩位置偏僻，抵达不便，因此吸引了不少天体浴爱好者。他们全身赤裸，更平添了这片血色沙滩的风骚。

色彩红艳的Kaihalulu海滩，周边是同样鲜红的山体以及郁郁葱葱的绿植。
位于夏威夷大岛南部的Papakolea海滩，是一片由橄榄石铺就的绿色海滩。它同样由一座火山渣锥侵蚀形成。在海浪的强劲冲刷下，玄武岩中的其他成分，如辉石、二氧化硅被带走，而密度较大的橄榄石则渐渐汇聚起来。

Papakolea海滩，橄榄石铺就的绿色沙滩。
海滩调色，生物的精彩
石英铺就的纯白，玄武岩的乌黑，橄榄石的碧绿……砂粒无机成分的差异，造就了炫目多彩的海滩。构成砂粒的另一支中坚力量——生物，也不可小觑。大到张牙舞爪的甲壳纲，五彩缤纷的珊瑚，小到随波逐流的有孔虫、硅藻和放射虫，众多海洋生物都能形成钙质（或硅质）的骨骼或壳体。在波浪、水流等作用下，它们破碎成细小的颗粒，搬运到岸边堆积起来，形成海滩。一些生物也参与到制造珊瑚沙的过程中，如鹦嘴鱼能啃下珊瑚，在消化道里进一步碾碎以沙、泥的形式排出体外。

一些能够产生钙质骨骼或壳体的海洋生物。图：Esko Jäntti, Invertzoo, Jan Johan ter Poorten, H. Zell, Drow_male, Jon Zander, Hans Hillewaert, Daviddarom, Mgiganteus, Udo Schmidt, Tomomarusan & Psammophile/wiki; John Donges & PeterEdin/flickr
在热带亚热带地区的珊瑚礁岛屿上，珊瑚和其他海洋生物的骨骼，是沙滩的主要成分。这些海滩通常呈现白色。不过，由于生物成分的差异，也能发生变化。位于巴哈马Harbour岛的粉色沙滩，应该是世界上最浪漫的沙滩。这里的沙子里含有一种Homotrema rubrum的有孔虫的遗骸，它的红色与珊瑚沙本来的白色混杂一起，调制出具有令人心醉的粉红色。

性感而又浪漫的粉红沙滩，无疑是俘获恋人芳心的最佳圣地。图：mbostock/flickr
最后，来看看人类自己的沙滩吧——这可不是指那些挤满比基尼美女的海滩，而是人类亲手造出的作品。在加利福利亚洲的Fort Bragg，有一片由玻璃铺成的海滩。这里曾一度是镇上的垃圾场，后来政府开始加以保护。大件物品和金属物品被人们清理走，只剩下一些破碎的玻璃，包括遗留在海边的窗户、酒瓶，等待时光的改造。日复一日，波浪已经磨去玻璃碎片的棱角，让它们变得圆润亲切，因此，海滩上的人们，也不用担心玻璃会割伤手脚。

独一无二的玻璃海滩。即使不会魔法，你也可以在这里学会在玻璃渣上行走的本领。图：randystorey/flickr