巴黎奥运会奖牌上的铁真的是从埃菲尔铁塔上“抠”下来的吗?

中科院物理所
08-18

奖牌上的铁从哪来?

真的是是从埃菲尔铁塔上“抠”下来的吗?

注奖牌本身,本届巴黎奥运会则采用了“金镶铁”的设计。据说奖牌中所镶嵌的六边形铁块,正是来自于法国的标志性建筑-埃菲尔铁塔。这一独特的设计选择,也赋予了奖牌特别的象征意义,不少人听闻,奥运金牌中所镶嵌的铁是来自法国的标志性建筑——埃菲尔铁塔时,脑海中不禁浮现出一个浪漫的设想:难道是为了制作奥运奖牌,法国人竟将埃菲尔铁塔拆解了吗?当然不是,奖牌上的铁来源于翻修铁塔后的旧材料。下面就让我详细的讲讲“铁塔与奖牌”的故事和渊源

图:巴黎奥运奖牌(上)、北京奥运奖牌(下)

图:奥运期间的巴黎铁塔

埃菲尔铁塔,这座钢铁巨人高达324米,由数千个分散的钢铁构件精巧组合而成,大量铆钉的运用使之稳固无比。其独特的建筑风格宛如一首雄浑的钢铁乐章,象征着技术的巅峰与时代的进步,是当时世界上最高的建筑。自落成以来,埃菲尔铁塔不仅成为巴黎最著名的地标,还以其独特的结构美学和工程技术震撼了全世界,吸引了无数游客和赞叹。

图:修建中的埃菲尔铁塔

作为一座钢铁建筑,埃菲尔铁塔需要不断的维护来抵御时间和自然的侵蚀。每隔几年,铁塔都要进行一次全面的检查和维护,包括涂层的更新、结构的加固以及更换那些因风雨侵蚀而老化的铁件。特别是在2000年代,铁塔经历了一次大规模的翻修和现代化改造。

图:维护工作中通往顶部的 Duolift™ 电梯

这次翻修不仅确保了铁塔的结构安全,还包括对电梯系统的更新换代。为了满足现代游客的需求,铁塔在1980年代和2000年代分别安装了全新的电梯系统。拆除的旧电梯设备及其他翻新的铁件被回收处理。这些看似不起眼的老旧材料,经过巴黎奥组委的巧妙构思,加以利用,成为了奥运奖牌中铁的来源。

为何用铁来修建埃菲尔铁塔?

在中国古代,古塔往往由石头和木头构成,这些材料不仅坚固耐用,还能与自然环境和谐融合。进入20世纪后,钢筋混凝土逐渐成为塔楼建设的主流材料,它们强度高、成本相对较低。然而,19世纪末的法国却选择用铁来建造埃菲尔铁塔,而这种材料在当时的建筑中并不常见。

图:修筑于唐朝的大雁塔,位于陕西西安

那么,为何用铁来修建埃菲尔铁塔?

时间回到19世纪下半叶,当时正值工业革命的巅峰时期,欧洲各国的科技与工业都在快速发展,铁作为一种重要的材料,凭借其强度和韧性迅速占据了重要地位。

而在1880年,法国刚刚从普法战争的阴霾中艰难挣脱。为了展示国力与雄心,1884年法国议会决定于1889年5月5日至11月6日在巴黎再度举办世博会,庆祝法国大革命胜利100周年。当时的巴黎急需一项象征其工业成就和国家荣光的宏伟建筑,埃菲尔铁塔的建造便顺势而生。为此,法国政府向全球发出世博建筑的招标邀约,期望在巴黎战神广场构建一座象征性的高塔。工程师古斯塔夫·埃菲尔接受了这一挑战,设计并建造了埃菲尔铁塔。

图:欧仁·德拉克洛瓦创作的名画《自由引导人民》

而选择铁作为主要建筑材料,不仅因为它象征了工业化的力量,还因为它能够承受高塔所需的强大结构应力。相比石头和木材,铁的抗拉强度极高,能够实现更大胆的设计和更高的建筑高度,而埃菲尔铁塔正是这种技术和设计力量的最佳体现。

同时,铁的使用也得益于当时钢铁工业的迅猛发展。法国拥有丰富的铁矿资源,特别是洛林地区,这里出产的优质铁矿石为钢铁工业提供了充足的原料。随着高炉技术的进步,铁的冶炼和加工成本大幅降低,使得这种材料更易于大规模应用。

然埃菲尔铁塔在结构上主要使用了铁,但它也并非完全由铁构成。例如,塔顶的天线和一些装饰性部件采用了铜和其他金属,而塔身的连接部位则使用了钢制铆钉。然而,铁仍然是这座巨塔的核心材料,它不仅支撑起了塔身的重量,更成为巴黎、乃至整个法国工业实力的象征。

铁的来源:

法国洛林地区铁矿床

主要由铁铸造的埃菲尔铁塔,总重量达7300吨。而这么多的铁又是来自哪呢?法国东北部的洛林地区,以出产优质铁矿石而闻名,为当时蓬勃发展的钢铁工业提供了至关重要的资源。这片土地曾是欧洲最大的铁矿石生产基地,在1929年的产量高峰期一度达到5000万吨,占当年全球铁矿石产量的四分之一。埃菲尔铁塔所使用的熟铁,正是从洛林地区的一种名叫“米内特”的铁矿石中提炼而成。

图:法国洛林大区工业生产场景

尽管地球上铁矿物种类繁多,已发现的铁矿物和含铁矿物多达300余种,其中常见的约有170余种。然而,在当前的技术条件下,具有工业利用价值的铁矿物种类相对较少,主要包括磁铁矿、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石。

磁铁矿(Magnetite, Fe₃O₄):颜色呈黑色或深灰色,是最重要的铁矿物之一。纯磁铁矿含铁72.4%,含氧27.6%,易于冶炼,是最常用的炼铁矿物。世界上著名的磁铁矿床有俄罗斯库尔斯克磁力异常区(kMA)以及中国鞍山式铁矿和攀枝花铁矿。

图:磁铁矿手矿石标本

赤铁矿(Hematite, Fe₂O₃):颜色呈红棕色或钢灰色,富赤铁矿石含铁可高达69.5%。这种矿石一般含硫较低,大部含磷不高,还原性好,可用来冶炼优质生铁。赤铁矿石是世界上最重要的工业铁矿石,它以各种形态广泛分布于各种地质时期的岩层中,占世界总储量的60%以上。世界著名的赤铁矿床有巴西米纳斯吉拉斯矿,澳大利亚哈默斯利矿,印度比哈尔--奥里萨矿等。

图:赤铁矿矿石手标本

褐铁矿(Limonite, FeO(OH)·nH₂O):颜色呈黄褐色至褐色,褐铁矿是其他铁矿石风化后生成的,在自然界分布很广,常与黏土及石英等混合在一起。一般褐铁矿石含铁量为37%~55%。世界上著名的褐铁矿床有法国米内特(Minette)铁矿。中国较大褐铁矿床为广东大宝山铁矿。

图:褐铁矿矿石

菱铁矿(Siderite, FeCO₃):颜色呈黄棕色、浅灰色、绿色。菱铁矿的理论含铁可达48.2%,经过焙烧后含铁量显著提高,且变得多孔易碎。一般含铁40%左右的菱铁矿石可认为是富矿。世界著名菱铁矿床分布在加拿大瓦瓦地区,俄罗斯巴卡尔地区和中国陕西大西沟。

图:菱铁矿矿石

另外一种常见含铁矿物-黄铁矿(Pyrite, FeS₂)却不用来提炼铁,这是因为黄铁矿中含有大量的硫,在提炼时比用赤铁矿等优质铁矿要麻烦不少。反而黄铁矿作为提炼硫的原料时又比其它硫矿更便宜并且无毒。

图:黄铁矿矿石(我真的不是金子)

1919年,洛林地区铁矿石年产量超过4100万吨,其中摩泽尔省2100万吨,默尔特-摩泽尔省2000万吨。随着20世纪60年代加拿大和南美洲等国浅层矿脉的大量发现,国际铁矿石价格开始一降再降,洛林大区由此失去了原材料成本优势。洛林的米内特矿石逐渐被铁含量更高的进口矿石(约60%)代替。洛林地区越来越多的矿山被关闭。

图:绿色转型中的洛林大区由工厂改建的办公楼及外围休闲设施

结语

从悠远的地质时光中,Minette铁矿石静静地沉睡在洛林的地下,凝聚着亿万年的地球脉动。随着人类文明的进步,这些矿石被挖掘、锻炼,成为了洛林铁矿床中闪耀的瑰宝。在工业革命的浪潮中,法国的工程师们将这片大地的馈赠,化为埃菲尔铁塔的坚实基础。而今,随着巴黎奥运奖牌的诞生,这段跨越世纪的铁之传奇再次焕发出新的光彩。

从铁矿石到宏伟建筑,再到象征荣耀的奥运奖牌,这不仅是物质形态的转变,更是人类智慧与毅力的见证。每一块奖牌,既承载着运动员们的不懈追求,也承载着人类在探索与创造道路上的永恒信念。

END

撰稿:星辰

美编:可然

DR


来源:石头科普工作室

编辑:wnkwef


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