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科学发现：火山灰破坏古迹
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科学发现：火山灰破坏古迹
图片来源：Pixabay
维苏威火山的喷发使庞贝古城被淹没在火山灰和岩块之下，直到1500年后才被人发掘，逐渐重见天日。大多数考古学家都期望，火山喷发产生的碎屑能保全古城残留的废墟，但新的研究却表明，这些被称为火山碎屑的物质在特定条件下也会对建筑造成破坏。
研究人员在《应用化学·国际版》（Angewandte Chemie Inter-national Edition）杂志上发表了一项研究，其中指出，火山碎屑在接触水后会渗出氟离子，带负电的氟离子能够附着在其他离子上，比如，附着在庞贝古城著名的生动壁画上形成盐硬壳。随着盐类化合物的溶解和重结晶，盐硬壳会改变壁画上颜料的颜色，同时使壁画产生裂纹。
图片来源：Pixabay
当西班牙巴斯克大学的化学家马伊泰·马古雷吉（Maite Maguregui）和同事在发掘出的庞贝壁画中检测到氟化物时，他们就怀疑罪魁祸首是这些火山碎屑了。马古雷吉指出：“氟化物就是火山碎屑物影响的标志”。这是由于大气中的氟化物含量稀少，而火山喷发的火山灰和岩石碎屑中则含有氟化物。
当被掩埋的壁画处于干燥环境时，它们是相对安全的。但时，地下水和降雨的影响让氟离子形成了有害的氟化物，即便它们被埋在地下也难以幸免。这种破坏在壁画暴露于大气后会急剧恶化，因为此时氟化物的形成也在加速。
图片来源：Pixabay
英国伦敦考塔尔德艺术学院主要研究艺术保护的奥斯汀·内文（Austin Nevin，并未参与这项研究）认为：“这是一种警示，告诫我们一旦处理不当，被发掘出的艺术绘画就会迅速崩坏。”
内文还补充说，考古学家必须在发掘之后立即展开绘画评估工作，尽快确认其中是否含有像氟化物之类的化合物或离子，以便采取正确的保护措施，减少损失。
一般情况下，氟化物离子或者氟元素产生的信号十分微弱，无法使用标准便携设备进行检测。因此，马古雷吉的团队开发了一种用于现场检测的新技术：他们使用便携的激光设备在发掘出的绘画表面打碎一块极小的石灰岩，这个过程会释放出钙离子，钙离子与周围的氟离子反应就会形成氟化钙。而通过检测氟化钙发出的特征波长就能实现对氟离子的检测。
这种检测手段已经可以提供早期预警，但是研究人员表示，目前仍未找到最佳的处理方法，以便尽可能减缓绘画受到盐类的破坏。内文也表示，在找到更好的方法前，如果我们在尚未出土的绘画中检测到了氟化物，最好的处理办法还是将它们再掩埋回去。
撰文：拉克希米·苏普里亚（Lakshmi Supriya）
翻译：董子晨曦
文章来源：环球科学
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维苏威火山的喷发使庞贝古城被淹没在火山灰和岩块之下，直到1500年后才被人发掘，逐渐重见天日。大多数考古学家都期望，火山喷发产生的碎屑能保全古城残留的废墟，但新的研究却表明，这些被称为火山碎屑的物质在特定条件下也会对建筑造成破坏。
研究人员在《应用化学·国际版》（Angewandte Chemie Inter-national Edition）杂志上发表了一项研究，其中指出，火山碎屑在接触水后会渗出氟离子，带负电的氟离子能够附着在其他离子上，比如，附着在庞贝古城著名的生动壁画上形成盐硬壳。随着盐类化合物的溶解和重结晶，盐硬壳会改变壁画上颜料的颜色，同时使壁画产生裂纹。
图片来源：Pixabay
当西班牙巴斯克大学的化学家马伊泰·马古雷吉（Maite Maguregui）和同事在发掘出的庞贝壁画中检测到氟化物时，他们就怀疑罪魁祸首是这些火山碎屑了。马古雷吉指出：“氟化物就是火山碎屑物影响的标志”。这是由于大气中的氟化物含量稀少，而火山喷发的火山灰和岩石碎屑中则含有氟化物。
当被掩埋的壁画处于干燥环境时，它们是相对安全的。但时，地下水和降雨的影响让氟离子形成了有害的氟化物，即便它们被埋在地下也难以幸免。这种破坏在壁画暴露于大气后会急剧恶化，因为此时氟化物的形成也在加速。
图片来源：Pixabay
英国伦敦考塔尔德艺术学院主要研究艺术保护的奥斯汀·内文（Austin Nevin，并未参与这项研究）认为：“这是一种警示，告诫我们一旦处理不当，被发掘出的艺术绘画就会迅速崩坏。”
内文还补充说，考古学家必须在发掘之后立即展开绘画评估工作，尽快确认其中是否含有像氟化物之类的化合物或离子，以便采取正确的保护措施，减少损失。
一般情况下，氟化物离子或者氟元素产生的信号十分微弱，无法使用标准便携设备进行检测。因此，马古雷吉的团队开发了一种用于现场检测的新技术：他们使用便携的激光设备在发掘出的绘画表面打碎一块极小的石灰岩，这个过程会释放出钙离子，钙离子与周围的氟离子反应就会形成氟化钙。而通过检测氟化钙发出的特征波长就能实现对氟离子的检测。
这种检测手段已经可以提供早期预警，但是研究人员表示，目前仍未找到最佳的处理方法，以便尽可能减缓绘画受到盐类的破坏。内文也表示，在找到更好的方法前，如果我们在尚未出土的绘画中检测到了氟化物，最好的处理办法还是将它们再掩埋回去。
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