#時事中的知識 #爆紅影片學科學
【挪威滑波房屋崩入海，意外背後意外豐富的科學】Quick Clay 奇譚

「這異象是蝦餃，難道是 2020 年在正常發揮？」 ← 近日大家看到這短片時，涼了半截的心中，或許是這樣 murmur 的。

＊若你未看過，留言區有影片傳送門
　
但身為一個科宅，第一念頭是「咦？很不合理耶」，一眼目測影片中滑落的坡度實在沒多陡。必定要有一層很潤滑、很古溜的物質存在，那會是什麼呢。
　
難道是永凍土在夏天融化了ㄇ？嗯，只是亂猜測亂引用網友的話的話就和總是在囫圇搶快的台灣記者差不多了。我想學到些原本不知道的事，在知識中添加幾塊硬磚頭，就要用正確的方式使用 google。第一訣：若非必要，先不要用中文搜尋XD。
　
首先釐清影片基本資訊，人事時地物：事件發生在今年六月三號，攝影者是眼睜睜看自己家消失在海裡的苦主 Jan Egil Bakkeby 先生，他家位在北極圈內的挪威北部 Alta 市一帶。所幸無人傷亡，但有隻狗狗落水又游了上岸。
　
過了不久我就意外在 @Trust My Science 這個法語的科普粉專意外看到了關鍵字：Quick clay（d’argile rapide）。
　
喔喔喔.....這是啥。感覺和「流沙 quick sand」或「水銀 quick silver」 有關係呢。Quick clay 的中文是翻譯成【流黏土，或是超敏黏土】。但如果只查到名字就滿足的話，就會像費曼先生的爸爸曾經嗆聲的：「你可以把一種鳥在世界上各種語言的名稱背下來，卻仍然對它的習性一無所知。」所以，知曉了名字，再以名為索引去進一步了解它的一些特質是一定要的啦。
　
正是因為查到與學到的結果很奇妙，所以現在才會在這邊滿心激動的發文 XD
　
插入一個又是最早從 Vsauce 得到的冷知識，前述三物名稱中的 quick 意思都不是說那玩意很「快」。在古英語的用法裡 quick 的意思是活跳跳不安定的。出自欽定詹姆士王版聖經有 the quick and the dead（生者和死者）這個熟語——經文的上下文是說耶穌基督是一切生者與死者之審判 [提後 4:1]。
　
首先我學到 quick clay 和崩塌災害的最重點是：這種超敏感的黏土是高緯度的特產，其他地方是沒有的。是由冰河輾壓陸地，使岩石風化後形成的固體微粒，流入海中沉降而成。所以這種黏土與這種災害只常見於挪威、瑞典、俄羅斯、阿拉斯加、加拿大等國。
　
* 是的！其實很常見XD 不是啥末日異像。近年來各種異象似乎變多，自然是因為人手一機錄影增加，和對於爆紅影片渴求的媒體平台的普及，讓大家目擊率上升了。讓普通的事情變得奇特，奇特的事情變得普通。就這麼單純 XD
　
定義中黏土是顆粒直徑小於 0.002 毫米的土壤固體組成。也就是說，尺上的最小格子中可以讓超過五百顆的黏土微粒排排站。而粒徑由大到小是礫 → 沙 → 粉沙（silt）→ 最小顆的黏土（clay）。
　
關於流黏土／超敏黏土的第二個重點是，它們必須原本是海積黏土（marine clay）也就是在很鹹很鹹的海水中形成的黏土。而要脫胎換骨，變得很敏感、不穩定的必要條件是「要再從海裡，升回到陸地上來」！
　
這就很奇妙了，海底怎麼會變陸地呢。況且冰河最盛時期的海平面反而是比今天低的喔（水都凍在兩極了），怎麼會冰河退卻、海平面上升，反而卻有陸地從海裡浮上來呢？
　
最妙的就是這現象：稱為「冰期後反彈」（Post-glacial rebound），陸地會反彈上升是因為兩極冰蓋的那些水實在太重，曾經把陸地壓得都沉降了，當冰冠終於溶化後，這些陸地板塊才慢吞吞的，基於浮力的原理而慢慢升回去。許多沉海的陸地緩慢的浮起，使得前述極圈內的國家的領土，其實一直都在偷偷的變大！（然而俄國還是沒有比 #冥王星 大。）
　
海積黏土遇上冰期後反彈，離開了海，接下來它們繼續變化，主要是由陸地上的淡水逐漸洗去原本海水中的鹽分。這裡的鹽份是廣義的，包括鐵、鋁、鎂、鈣、鉀、鈉等正離子。要專業名詞的話，這叫淋溶作用（leaching）。淋溶除了由降雨來溶以外，有時也會由地區性的豐沛的、自流性的地下水穿過黏土層把鹽分帶走的方式在進行著。
　
話說黏土其實有很多種組成，它們的通性是都由矽和鋁的氧化物所組成，而且都是由地球特色最多的水去攻擊（水解）一大塊岩石——角閃石、長石或雲母等礦物，化學作用所形成的分子碎片，也就是「風化」的產物。#所以若是沒有水就是妨礙風化
　
離題一下，所以當 NASA 送機器探測器到火星，探勘到黏土礦物的時候才會興奮異常！黏土乃是水：大量的水曾經存在的證據是也。
　
黏土的另一個和生活最相關性質是「離子交換」，其實就是前兩段說由淡水去把鹽份（陽離子）淋溶出來的同一件事，一種離子換另一種。而和生活的關係是......呃，有一種黏土叫 smectite 綠土，如果大家不幸腹瀉不止去看醫生，醫生八成會開給你一包無味道的粉末止瀉藥 Smecta ← 此處無業配。也就是說，有時候「吃土」能藉由離子交換的特性，調節紊亂的腸胃滲透壓，吸附毒性物質，進而達到止瀉的效果。有些黏土的離子交換性質高，有些低一點，但都有一定的交換能力。
　
等一下喔，原來大家都知道的黏土，除了會黏可捏之外還有那麼多學（ㄒㄧㄠˊ）問存在。對啊，若不是對於奇怪的話題亂調查，我也不會知道這些事的——或說，若無相關脈絡，那些精妙的知識對我來說沒有太大意義，但即使是一則冷知識的脈絡，知識就自動凝聚形成一則小劇場了。冷的好！
　
所以到底為何失去了鹽分就可以把海積黏土轉變為 Quick clay，造成挪威、加拿大等國家動不動就有土地滑到海裡去呢？
　
* 先前有次這樣被好好拍攝下來的 Quick clay 大型滑波事件是 1978 年挪威 Rissa 發生的，留言區我放一個惠我良多的科普紀錄片的超連結。
　
話說身為台灣人，仙草、愛玉、豆花、洋菜凍這些夏日冰品大家肯定都非常常吃......欸不是，怎麼忽然從黏土講到各種凍咧。理由是，很奇妙的上述各種凍會從液態凝聚成固態，和黏土遇到海水裡的鹽就會沉降，原理其實有點像。也就是鈣、鎂這些陽離子扮演了「橋接」的角色，讓本是一團散沙、彼此看不順眼的分子能夠穩定且和睦的相處。
　
當然更詳細的機制是牽涉到電性中和、擴散電雙層（diffused double layer）、凡德瓦力（van der Waals interaction）這些更精妙的部分......但我覺得大家都能理解的是鹹豆漿。也就是陽離子促成的凝絮作用（flocculation）。和生物化學實驗的鹽析效應也類似。但我現在忽然極度得想吃布丁。
　
→→ 加鹽就會穩定，遇到淡水就會不穩定。極度簡而言之是這樣。
　
有陽離子，而且是越高價數的陽離子例如 Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 越是有架橋的功能。所以愛玉子要用含有鈣離子的硬水洗，才會讓「膠」（其實是多醣類）凝聚，用含有極少離子的 RO 水是無法凝成愛玉的。
　
其實還有一個微奇妙的要件，植物腐化後形成的腐植質（humus）因為酸性和其多酚成分，也會干擾、把黏土中的陽離子拽走，進一步不穩定化。所以經常 Quick clay 取出來會是黑黝黝的。
　
於是最後的最後，被淋溶而失去那些鹽份：使黏土微粒彼此達到和諧穩定的關鍵被消滅之後，一層超不穩定的 Quick clay 就形成了，電子顯微鏡下這種黏土結構完全就像是一大片「紙牌屋」，橫七豎八的片狀黏土的中間空無一物，空隙中由空氣或水充填，只要遭受擾動就會由一部份崩塌迅速惡化到全體崩塌。一觸即潰。所以這種崩塌常常是海邊先塌一小塊，然後崩潰的前緣逆向往岸上傳遞。
　
而最奇葩的特性是（還有啊?! 對還有），流黏土如其名，它崩塌之後就會完全液化成汁。黏滯性暴跌到原土壤的一百萬分之一......那什麼概念呢，蜂蜜和水的黏滯性差別是一萬倍，就是那個一倍半（對數尺度）的降低。崩潰了的流黏土的顆粒不只不再團結，甚至會彼此排斥，由於都帶有些微的負電，就摩擦力甚小 → 最完美的成災要素齊聚了。
　
查到這，我終於弄清楚影片中那神秘的超級古溜、潤滑了一大片土地讓它滑進海裡的物質的真面目了。流黏土它基本上是液態的潤滑劑，所以即使只有一丁丁的坡度都一發不可收拾。甚至在前述挪威 1978 年發生那次，地面的坡度只有不到 3 度！
　
至於避免的方法就是土壤普查。而因為流黏土通常不是位在地表，而是在表土的下方分布成層，所以要透過鑽探取樣鑽鑽看。而就像台灣在推行土壤液化潛勢圖，加拿大、瑞典、挪威等國也在不斷進行著流黏土地區普查的工作。
　
這和全球暖化到底有沒有關係啊......嗯，不知道。我們知道地下水會進一步使流黏土不穩定化，而永凍層的逐漸融化會不會改變、加重這過程，就有待科學調查了。偶速科宅，偶棉下回再見～～
　
參考資料：
Landslides| Quick clay - NGI (挪威大地工程學會)
https://www.ngi.no/eng/Services/Technical-expertise/Landslides/Quick-clay
　
The Quick Clay Landslide in Rissa, Norway - ISSMGE (國際土壤力學與大地工程學會)
https://www.issmge.org/uploads/publications/1/35/1981_03_0080.pdf
　
Quick clay in Sweden - K.Rankka et al. (2004) 【文件大請注意】
https://www.swedgeo.se/globalassets/publikationer/rapporter/pdf/sgi-r65.pdf

#暑期實習計畫

本院生物化學研究所與臺大生化科學研究所合辦的實習計畫
報名期限僅剩一周！

註冊基本資料報名：https://goo.gl/Lu1Hgt
　　　⬇
上傳文件：
(1)照片（<500KB, jpg檔）
(2)自傳（含報名動機、相關經驗背景及預期目標；A4紙一頁, pdf檔）
(3)成績單（jpg或pdf檔）
(4)學生証（jpg或pdf檔）
　
　　　　
　　　　
計畫網址：https://goo.gl/nB33Df

✅訂閱 👉🏽 http://bit.ly/sub_tao
我身上穿的衣服都在這買的 👉🏽
https://www.taigersportswear.com [ 95折嚐鮮折扣碼 tao ]

💻#10週科學減肥 系列：https://goo.gl/V23AdL
💻#有問有答 系列：https://goo.gl/7X7PdS
💻#人生攻略 系列：https://goo.gl/utjNgQ

⌚️SWOLE 👉🏽 https://www.swoleoclock.com [ 9折折扣碼 tao ]
💊Myprotein 👉🏽 http://tidd.ly/8b59ba2e [ 75折扣碼 tao25 ]
㊙️台蓄雞胸肉 👉🏽 https://goo.gl/fpciPC [ NT$250折扣碼 CFTTAO ]

✍🏾工商 ONLY 👉🏽 business@ricegvng.com

📤來問我問題 ✍🏾
♛ WEIBO: Tao-Taiger负责人
♛ Instagram/IG: ricegvng
♛ Facebook : ricegvng

連續382天斷食
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2495396/pdf/postmedj00315-0056.pdf

郭漢聰醫師講解斷食和注意事項
http://www.relativehumanity.com.tw/Fasting.htm

胃潰瘍可能導致胃癌
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8657240

長時間斷食可能導致心肌萎縮
https://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9783642290558-c2.pdf?SGWID=0-0-45-1331359-p174310858

長時間斷食可能可以感善免疫系統
https://news.usc.edu/63669/fasting-triggers-stem-cell-regeneration-of-damaged-old-immune-system/


▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬
歡迎回來我的頻道
我們今天要討論的是
斷食對於身體的潛在危害
其實放眼望去
大家討論斷食的好處很多
但不多人分享斷食
可能對於身體的一些危險
同時我們也會
有蚊子
同時我們也會破除一些
鄉民對於斷食的迷思
在影片開始以前呢
請記得訂閱
因為接下來我會繼續分享
這些有關斷食
或是訓練飲食等等的影片內容
如果你剛步入健身啊
或是你已經在健身一段時間的話呢
你絕對不想要錯過接下來這些內容
所以趕快按下訂閱後
我們就可以開始今天影片內容
首先你需要知道
自己到底適不適合做斷食
如果你是這邊以下的人的話
那基本上你和斷食
是沒有任何的緣分的
如果你患有以下這些條件的話
那做長時間斷食
或是間歇性斷食
可能會造成身體一些不必要的危險
那斷食的定義其實是
一段時間不讓身體攝取
任何有帶熱量的物質
通常我們要進入到斷食的階段
會是至少四到十六小時
這段窗口是沒有任何的熱量來源
假設你早餐吃了
中餐沒有吃
晚餐再吃
那這樣的時間內呢
其實不太算是斷食
因為在這段時間
你的身體還是習慣
去從你吃的食物中換取能量
而不是從你自己身上的脂肪
或是酮體得到能量
這是很大的差異的
很多人認為
早餐吃完後
中餐忘記吃
晚餐再吃
那肚子很餓
這樣是因為斷食所造成的
其實並不是
普遍的斷食的方式會在
晚餐吃完後呢
一直到隔天早餐不吃
中餐才吃
那你隔天沒吃早餐
到中餐這段時間
其實是不太會造成肚子飢餓的
所以這是我們在對斷食
要先建立一個共識
我們討論斷食呢
是空腹後早餐不吃
或是一個長時間
從四到十六小時的斷食窗口
當然斷食最恐怖的一個地方就是
如果你長時間不進食的話
會不會有機會把自己給餓死
簡單來說
是絕對有餓死的可能的
而過去呢也有一些案例
是長時間沒有進食
最後的下場呢
就是餓死
在1981年的時候
蘇格蘭的一個監獄
曾經有十位政治犯
那個時候為了要表示對於當時
英國政府不滿
他們決定用斷食的方式呢
表示抗議
這些斷食者的下場
其實都是非常淒慘的
最長的人斷食達到七十幾天
最後這十位政治犯的下場呢
都是被餓死
另外一個很有趣的一件事是
在同樣的區域
早在十年前
有一位二十七歲過度肥胖的蘇格蘭男性
他曾經為了要減脂
所以嘗試了斷食
而且他這個斷食是
長達一年又十八天的斷食
這全程的斷食
都有被醫生嚴密的記錄下來
也有醫生的監督
而在三百八十二天的斷食
這位過度肥胖的男性
他只攝取水
每天該攝取的
維生素和礦物質
以及電解質
在這段時間他總共
原本的體重兩百零七公斤
一路瘦到八十二公斤
而且在斷時後的五年
都沒有復胖
這位蘇格蘭男性
他至今還是世界紀錄的保持者
成功斷食了一年又十八天
這位蘇格蘭的男性
和後面十位斷食死亡的政治犯
他們的差異在於
這些政治犯可能因為環境
因為他們當時在監獄
沒有辦法攝取每天所需要
維持身體機能的維生素
礦物質和電解質
甚至他們可能連
乾淨的水份都沒辦法取得
我認為這應該是
導致他們這些人斷食換來死亡的原因
那在過去七零年代呢
也有實驗發現
長時間的斷食
可能會造成心臟的肌肉萎縮
最後導致死亡
那這些實驗的對象呢
他們都是肥胖
而且患有第二型糖尿病的患者
那這些患者至少都斷食
長達八到六十天
反觀比較普及的短時間斷食
或是間歇性斷食
一般都是十六小時斷食
八小時進食窗口
如果你今天是從事間歇性斷食的話
其實是不需要擔心肌肉會流失的
肌肉並不會流失
你身體在這段斷食的期間
其實是充滿了大量的生長激素
這些生長激素會保護你的肌肉
不被消耗而變成能量
你身體會尋找不同的管道來得到能量
一開始會先從你肝臟中的肝醣
還有細胞中的肝醣中去轉換成葡萄糖
當肝醣被耗盡後
身體就會進入這個
糖值新生的生物化學作用
去轉換脂肪成為葡萄糖
供給身體的細胞
這是我們最想要達到的目標
燃燒身體體脂肪
讓我們的體脂肪減少
雖然接下來兩點
並不會造成生命的危險
但是有些女性發覺
長時間的斷食
會擾亂她們的經期週期
那也有些人因為胃酸分泌過多
在長時間斷食的情況下
沒有食物吸收胃裡面的胃酸
導致胃酸逆流造成身體不適
如果妳是女生發覺
斷食擾亂你的經期的話
第一個
妳可以看一下
妳自己斷食的時間是不是太長了
可以縮短這個斷食的窗口
第二個就是
當妳復食後
妳是不是攝取
少於妳每天的基礎代謝
再來是妳可以看一下
妳自己是不是睡眠有充足
可能沒有睡到六到八小時
或是妳運動量是不是太高
同時妳也可以尋求相關門診
詢問醫師的意見
該怎麼樣去改善這個問題
如果你有胃酸逆流的問題的話
應該要停止斷食
吃一點食物
讓胃酸被食物吸收
而你在復食這段期間
你攝取的食物也要盡量避免酒精
油炸物啊或是巧克力這種東西
再來呢
我們就要戳破一些普遍的迷思
我們剛在影片上半段的時候
有稍微帶到
斷食這個階段
是不會造成肌肉的流失的
尤其是如果
你沒有嘗試長時間斷食
像是超過一個禮拜
整整都不吃東西的話
如果你去做這種間些性斷食的話
你是完全不用去擔心肌肉的流失
很多人認為斷食
好像會傷害自己的消化系統
其實是完全相反
一般沒有嘗試斷食的人
每天三餐的情況下
甚至加一個宵夜
你基本上是沒有任何時間
讓你的腸胃消化系統
有任何休息的時間
沒有任何休息的時間的話
才會導致很多消化系統的問題
反觀從事間歇性斷食的人
在這個斷食階段呢
反而是一個機會
讓我們消化系統
有足後的時間修復排毒
也是腸胃細胞汰舊換新的階段
能夠改善腸胃吸收養分的效率
還蠻多人蠻肯定認為
斷食會造成胃癌
其實癌症他是一個非常
難被理解的一種疾病
造成癌症的原因
沒有那麼好的被斷定
一般人當然沒有辦法說
斷食就是造成胃癌的原因
但如果以目前的病例
還有這些數據統計下來的話
得過胃潰瘍的患者
會大幅度地提高得為癌的機率
而會得胃潰瘍的患者
是因為感染了幽門桿菌造成的
跟斷食是沒有直接關係的
根據流行病學的統計研究
家庭衛生
教育程度
個人衛生程度較低的人呢
比較會容易得幽門桿菌
如果你會擔心斷食造成胃癌的話
其實我覺得你應該要更注意這三點
也有人質疑斷食會造成免疫力下降
其實正好是相反
在2014年的時後
美國大學USC做了一個研究發現
在斷食兩到三天後
我們身體的白血球細胞會漸漸地變少
這樣子的結果
會告訴我們身體的幹細胞去
叫他生產更多的白血球
而當我們產生這些新的白血球後呢
我們的抵抗力相對的也會改善
然而也有另外一個個案在1970年的時候
有一位美國男性因為當時他得了結腸癌
進入到這個減肥的診所
即使有醫生的監督之下
後來長時間斷食候還得了肺癌
而因為後來得了肺癌而過世
那至於說是不是因為
長時間斷食而造成肺癌的產生呢
這個結果其實到目前為止
還沒有一個明確的答案
但是我們可以成功學到的就是
如果你的身體原本就有一些疾病的話
那麼斷食這種飲食方式
可能就不適合你
最後一個可能是比較具有爭議的就是
斷食這段期間會讓我的體力下降
或是讓我沒有力氣做重訓
其實我覺得這是因人而異
如果是以生物學角度來說的話
其實我們在做運動或是重訓
這種強度訓練
前面十秒鐘肌肉發力的能量來源
並不是從食物中而來
也不是從血糖中而來
而是從你身體ATP能量系統而來
但是如果你今天是像做長跑
或是你要長時間付出勞力的話
那麼可能也會需要身體
有足夠的食物或是能量來源
去供給你每一天所付出的勞力
或是所做的長時間的訓練
但是以我個人來說
我每天的工作
雖然是長時間
但是我大部分呢
都是坐在電腦桌前
那我在重訓呢
我也不覺得受到任何的影響
除了在重訓階段
我可能需要花比較多的時間
組間休息
那我可能在訓練的時候
充血感並不會像我
今天肚子中有食物這麼的好
但是他並不至於影響到我的訓練表現
有不致於影響到我的力量突破
我覺得這是
真的是因人而異
沒有辦法因為一個人自己認為怎麼樣
就像是我
我也沒辦法告訴你
你今天斷食
是不會造成力量減少
我只能告訴你
我 是不會有任何力量的減少
很多人斷食
也不會有力量沒辦法輸出
或是力量減少的問題
所以這真的是要看個人
最後補充
影片裡面講的所有這些資訊呢
都是供你參考而已
並不應該要取代醫生給你的建議或是指示
凡事必須要自己先求證
即使斷食適合很多人
但不見得適合你
如果你要嘗試斷食的話
請為自己的行為負責
不要讓我看到還有人白目問我說
如果我今天出事的話
你要負責嗎
科學是一直會不斷進步的
就像是我們人
也要一直不斷去更新自己的知識
這些知識其實不需要醫生的執照
或是營養師執照去解讀
我們只需要一個正常智商的頭腦
一個開放學習的心胸就可以了
希望這集影片內容對你有幫助
接下來我也希望做一個影片內容
有關於斷食後該怎麼樣去復食
才不會傷害到身體
如果你對這個影片內容有興趣的話
底下讓我知道
或是你有一些其他想要知道的內容
你也可以在影片底下提出來
也許將來是我會把他納入
變成是我影片的題材
那這集內容就先到這邊
希望你喜歡
我們下次見
Peace