文／高詩豪　

同學們有見過「鐘乳石」嗎？「鐘乳石」泛指洞穴內，因「石灰岩」地質而所形成的石筍、石柱等不同樣貌。台灣墾丁國家公園就有好幾個岩洞，其內部可見到鐘乳石。但究竟為何在這些石灰岩、易於溶蝕的地形中，總有許多尖峰石柱「長出來」，一直以來都沒有比較簡單好懂的說法。

紐約大學的物理學家暨數學家瑞斯卓教授（Leif Ristroph）找到一種，能夠簡單重現這些石柱形成過程的方法。瑞斯卓與團隊以「糖果」作為試驗對象，發現石柱的形成過程與其相比，雖然較為複雜一點，但其實基本原理都差不多；當糖果塊在靜止的水中溶解時，自然會形成一個個尖銳的錐狀體，且無需複雜的水流介入。

糖水變重

愈溶愈尖



詳細實驗步驟如下：研究團隊將糖果立在水槽內，任其溶解。原本大家都認為，糖果會以原狀愈溶愈小，但結果卻不是這樣──糖塊會慢慢愈溶愈尖，有些糖柱則相當銳利。當糖果溶解時，糖柱旁的水便富含糖分，如此一來就會變得比周遭的水更重。變重了就會往向下沉，好似為糖柱剝了一層皮。

簡單來說，溶解的糖分會自行向下流動，而水槽內的淡水於旁側匯集後，也變得富含糖分，並跟著下沉。這股流動令糖柱看起來愈來愈尖。當然，與單純的糖果相比，石灰岩與其他可溶解的岩石則複雜多了。有很多因素會影響石柱的生成──岩石化學、疏鬆的沈積物和風都可能都參與其中。

最後科學家們不免需仰賴數學計算，藉此了解為何會發生這樣的尖化效應。簡單的以水與糖果作為材料的實驗，只是幫助人們解釋其中的基本原理。