果殼
踩在細軟的沙灘上，眼前湛藍的天空與海水交相輝映，海風輕柔吹拂發梢，陽光下的海灘令人嚮往。不過，為什麼海灘大多是黃色或者白色？有沒有彩色的沙灘？
圖 | Pixabay
石英：沙灘的主角
為什麼全世界的沙灘通常都是金黃色？這要從沙的成分談起。在地質學中，沙，更專業地說，砂，指的是粒徑在0.0625至2毫米之間的顆粒（根據伍登·溫特華斯的分級方案）。砂的組成千變萬化，但一般而言，主要成分是石英，占整體體積的2/3以上。其次是長石和岩屑，各可占到10~15%，遠小於石英。石英呈現無色、白色或黃色，因此沙灘遠遠看去，就是一片金黃。某些地方的海灘，如美國佛羅里達的Siesta海灘和澳大利亞新南威爾斯的Hymas海灘，由近乎百分之百的石英組成，因而潔白無瑕。
不過，為什麼單單是石英獨領風騷？讓我們回到沙的母體——在地表出露的岩石，也就是「母岩」說起。岩石經過風化作用的洗禮，逐漸分崩離析，變為碎屑。風吹日曬，氧化酸蝕，生物生長，都是瓦解岩石的動力。通常是水流，有時也有風與重力的作用，搬運這些碎屑。在搬運過程中，碎屑又進一步破碎，磨蝕，最終匯入大海。在海洋與大陸邂逅的海岸，河流向海中源源不斷地輸入泥沙，也有波浪、水流與風暴時不時將海中的泥沙衝到岸邊，形成沙灘。
風化作用是一種對地殼表層岩石的破壞作用，可分為使岩石機械破壞的物理風化、發生化學變化的化學風化和生物參與的生物風化 | Till Niermann, Dawn Endico, Saperaud, Nigel Corby, Jerzy Opioła, Till Niermann & Zayance/Wikimeia Commons
從母岩到海灘的長途遷徙中，一方面，碎屑的結構悄然發生改變——形狀變得更圓、個頭變得均一，稜角也被打磨乾淨。另一方面，這次跋涉也是一次對岩石中各種成分風化穩定性的艱巨考驗。碳酸鹽礦物如方解石，很容易溶於水中，早早就消失不見。岩漿岩中常見的鐵鎂暗色礦物，如橄欖石、輝石、角閃石，在地表極易分解。本是地殼中第一大造岩礦物的長石，也在這場較量中甘拜下風。唯有石英，既有高達7的莫氏硬度，又不易發生化學反應，最終身經百戰，脫穎而出，在世界各地的沙灘上綻放光彩。
地質學家總結出的地表礦物的風化序列。連續和不連續序列分別反映了，淺色斜長石礦物和深色鐵鎂礦物礦物的風化速率順序，而這也正好是它們在岩漿冷凝結晶過程中的生成順序。越在地球深處，高壓和高溫下形成的礦物，在地表就越不穩定 | Rob Lavinsky, Didier Descouens & Rock Currier/Wikimedia Commons; Orbital
Joe/flickr
彩色海灘，搖曳多姿
不過，並非所有的海灘都主要由石英組成，也並非所有的碎屑都經過長距離的搬運。在一些海灘，砂粒直接來自離海岸不遠的岩石。因此，這裡的沙灘成分，就與海岸的地質構造密切相關，顏色也千變萬化，遠不止白色與黃色。例如，位於美國加利福利亞洲的Pleitiffer海灘，因擁有紫色與白色相間的花紋而獨一無二。它的紫色，來源於周圍岩層中含錳石榴石形成的顆粒。
Pleitiffer海灘擁有獨特的彩色相間花紋，其紫色來源於岩層中的含錳石榴石 | Simon Bisson/flickr
夏威夷群島，這個火山作用頻繁的熱點，雖然整體面積和北京市差不多，卻匯聚了全世界最豐富多彩的海灘類型。位於大島的Punaluu海灘，是一片罕見的黑色沙灘。火山作用噴發的熔岩流入海水，迅速冷卻並瓦解破碎，在海浪的薰陶下打磨成細粒的黑沙。夏威夷火山作用的熔岩，幾乎都是基性的玄武岩。這種火山岩富含基性斜長石和輝石、橄欖石等暗色礦物，也含有一些鐵的礦物，如磁鐵礦、鈦鐵礦，因此一般為黑色。
Punaluu海灘不僅招徠眾多的遊客，也是一種瀕危物種綠海龜的聚居地 | Brocken Inaglory/Wikimedia Commons
而位於夏威夷毛伊島的Kaihalulu海灘，則擁有別具一格的紅色。這片海灘向海一側是一列礁體，形成與大海分隔的天然屏障。身後是火山噴發形成的火山渣錐（cinder
cone），不斷被海水侵蝕。由於長期沒有新的火山作用，火山岩得以長期暴露，岩石中的鐵質逐漸被氧化成磚紅色三價鐵。碧藍的海水，搭配上鮮紅的沙灘與山體，掩映在鬱鬱蔥蔥的鐵木的綠色之中。值得注意的是，因為Kaihalulu海灘位置偏僻，抵達不便，因此吸引了不少天體浴愛好者。他們全身赤裸，更平添了這片血色沙灘的風騷。
色彩紅艷的Kaihalulu海灘，周邊是同樣鮮紅的山體以及鬱鬱蔥蔥的綠植 | Anton Repponen / Unsplash
位於夏威夷大島南部的Papakolea海灘，是一片由橄欖石鋪就的綠色海灘。它同樣由一座火山渣錐侵蝕形成。在海浪的強勁沖刷下，玄武岩中的其他成分，如輝石、二氧化矽被帶走，而密度較大的橄欖石則漸漸匯聚起來。
Papakolea海灘，橄欖石鋪就的綠色沙灘 | Natarajanganesan/Wikimedia Commons
海灘調色，生物的精彩
石英鋪就的純白，玄武岩的烏黑，橄欖石的碧綠……砂粒無機成分的差異，造就了炫目多彩的海灘。構成砂粒的另一支中堅力量——生物，也不可小覷。大到張牙舞爪的甲殼綱，五彩繽紛的珊瑚，小到隨波逐流的有孔蟲、硅藻和放射蟲，眾多海洋生物都能形成鈣質（或矽質）的骨骼或殼體。在波浪、水流等作用下，它們破碎成細小的顆粒，搬運到岸邊堆積起來，形成海灘。一些生物也參與到製造珊瑚沙的過程中，如鸚嘴魚能啃下珊瑚，在消化道里進一步碾碎，以沙、泥的形式排出體外。
一些能夠產生鈣質骨骼或殼體的海洋生物 | Esko Jäntti, Invertzoo, Jan Johan ter Poorten, H. Zell, Drow_male, Jon Zander, Hans Hillewaert, Daviddarom, Mgiganteus, Udo Schmidt, Tomomarusan & Psammophile/Wikimedia
Commons; John Donges & PeterEdin/flickr
在熱帶亞熱帶地區的珊瑚礁島嶼上，珊瑚和其他海洋生物的骨骼，是沙灘的主要成分。這些海灘通常呈現白色。不過，由於生物成分的差異，也能發生變化。位於巴哈馬Harbour島的粉色沙灘，應該是世界上最浪漫的沙灘。這裡的沙子裡含有一種Homotrema
rubrum的有孔蟲的遺骸，它的紅色與珊瑚沙本來的白色混雜一起，調製出具有令人心醉的粉紅色。
性感而又浪漫的粉紅沙灘，無疑是俘獲戀人芳心的最佳聖地 | mbostock/flickr
最後，來看看人類自己的沙灘吧——這可不是指那些擠滿比基尼美女的海灘，而是人類親手造出的作品。在加利福利亞洲的Fort
Bragg，有一片由玻璃鋪成的海灘。這裡曾一度是鎮上的垃圾場，後來政府開始加以保護。大件物品和金屬物品被人們清理走，只剩下一些破碎的玻璃，包括遺留在海邊的窗戶、酒瓶，等待時光的改造。日復一日，波浪已經磨去玻璃碎片的稜角，讓它們變得圓潤親切，因此，海灘上的人們，也不用擔心玻璃會割傷手腳。
獨一無二的玻璃海灘。即使不會魔法，你也可以在這裡學會在玻璃渣上行走的本領 | randystorey/flickr
參考資料
姜在興 主編. 沉積學. 北京: 石油工業出版社, 2003.
綺麗的彩色沙灘.中國國家地理
7 beautifully bizarre beaches
維基詞條：Punaluu Beach，Red Sand Beach，Papakolea beach，seashell，coral sand
一個AI
現在：「明年夏天一定要去這些沙灘玩！」
半年後：「什麼沙灘？」
果殼
ID：Guokr42
整天不知道在科普啥的果殼
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