在外力的作用下,风动石会晃动,但倾斜到一定角度时,就会停止晃动,不会掉下来。
这是因为上部岩石的重心落在下部岩石边缘的接触面上。虽然接触面是倾斜的,但它是由几个接触点支撑的。而且上岩的重心在下侧,只会轻微摇摆而不会滚动。
有时候我们可以看到这样的画面 mdash mdash一块巨石矗立在悬崖旁,底部只有两三个支点与山体相连。看起来摇摇欲坠,令人叹为观止,但却屹立不倒,令人叹为观止。
这块神奇的石头是气动石。
石头可以通过微妙的内力来平衡。它们可以被很小的外力摇动,甚至被风摇动,但不能被更大的外力移动。
中国福建东山岛有一种气动石,被称为 世界上第一块石头 ,位列东山八景。
东山风动石矗立在东山岛上的铜山古城东门。它高4.73米,宽4.57米,长4.69米,重200多吨。它看起来像一只大兔子。它斜立在一片躺着的花岗岩岩石上,下部与岩石呈弧形接触,重合点只有几厘米见方。
海风劲吹时,微微晃动,蔚为奇观。
那么这么神奇的气动石是怎么形成的呢?地质学家认为,风成岩石的成因可分为异地和原地。
很少有不同来源的风成石,指的是从不同地方滚过来的大石头,比如冰川搬运过来的,地震时滚下来的滑坡,洪水冲下来的等等;大多数气动石头都是就地形成的。【/br/】所谓原地形成,是指经过差异风化剥蚀,将大石块中软弱、开裂、易碎、水溶的部分剥蚀掉,剩下的是坚硬坚硬、裂缝很少的岩石。随着时间的推移,上下岩层的接触面积越来越小,我们肉眼观察到的东西也越来越危险和陌生。
在外力的作用下,气动石会晃动,但倾斜到一定角度后,就会停止晃动,不会掉下来,这就是我们看到的 没有摔倒 。
这是因为上部岩石的重心落在下部岩石边缘的接触面上。虽然接触面是倾斜的,但它是由几个接触点支撑的。而且上岩的重心在下侧,只会轻微摇摆而不会滚动。
从力学的角度,可以举一个简单的例子来说明:球体处于不同情况下会存在的状态。
下图显示了一个球在引力场中不同形状的表面上的状态。
图A稳定,球在凹面上。当它偏离静止位置时,由于重力产生的阻尼作用,它可以回到原来的静止位置;图B表明,当表面水平时,其稳定性是中性的。球偏离原来位置后,仍在水平面上,但通常不会回到原来的静止位置。c不稳定。当球在凸面上时,稍微偏离其静止位置,就会使球继续偏离其原来的静止位置;d表示稳定性取决于扰动的强度。球体对小扰动稳定,对大扰动不稳定,称为条件稳定。
而气动石就是图d的情况下在一定自然条件下产生的平衡和稳定。
虽然气动石 没有摔倒 但是它们有一个天敌 mdash mdash地震。
地震时,地壳运动,地面结构发生变化,气动石的平衡被破坏,就会坍塌。
除自然因素外,一些人为因素如采矿、筑路等也可能改变基态,破坏风动石的力学平衡,损坏风动石。
因此,我们在进行建设活动时,要合理规划,在保护的基础上进行,珍惜大自然的馈赠。