火山灰變寶石？讓課堂超熱鬧的「碗沉降」實驗秘訣

我是科學訓練師 桑子研，我的每一天都是實驗。

一起來尋找沉睡在泥土裡的時光膠囊吧！

「觀察火山灰」總能讓孩子們眼睛為之一亮。但如果只是單純地用顯微鏡看，是無法窺見那些小顆粒裡隱藏的壯麗故事的。或許有些同學會以為火山灰是東西燒過後留下的灰燼，但其實它是一個封存了地球歷史的時光膠囊。想讓這個實驗成功，需要一點小小的魔法，那就是看似簡單卻深奧的**「淘洗」**技術。只要多花這一步工夫，平凡的泥土就能搖身一變，成為能講述數十萬年地球歷史的活教材。

**「淘洗」**是一種在理科實驗中，從沙子或火山灰中篩選出較重礦物（重礦物）的方法。這個名字源自於利用碗狀容器，透過水和比重（密度）的差異來分離物質。

這次，我們將以關東泥炭層和櫻島火山灰為例，分享「淘洗」的訣竅，讓孩子們忍不住驚呼：「老師，這好像寶石！」從中獲得驚奇與學習。

讓理科課變成特別的體驗
「淘洗」是一種實驗方法，它利用水的浮力，從沙子或火山灰中分離出所含的較重礦物（重礦物）。這個名字源自於利用碗狀容器和比重差異來分離物質的過程。

這個實驗不只是單純的觀察。對孩子們來說，它更像是一場尋找**「寶物」**的探險。他們可以親手證實，火山灰不是「燃燒後的灰燼」，每一顆微粒都是遙遠過去火山噴發的證據。

課程準備所需物品
・鹿沼土：由群馬縣赤城山火山噴發後風化形成的火山灰。顏色偏白，具有多孔質（有很多小孔）結構，質地輕盈，排水性良好。

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・赤玉土：來自栃木縣男體山火山噴發的火山灰。顏色呈紅褐色，稍微重一點，顆粒表面相對光滑。兩種土在園藝店都買得到。

・水

・培養皿

・雙筒實體顯微鏡（約20-40倍）或顯微鏡（40倍）

・鑷子

・小毛筆

・廚房紙巾或衛生紙（用於吸水乾燥）

觀察雲仙普賢岳與櫻島的火山灰
既然已經對沉睡在觀葉植物土壤中的火山感到興奮，接下來就來觀察遠處火山的火山灰吧！這次我們準備了雲仙普賢岳和櫻島的火山灰。

「淘洗」的具體步驟與訣竅
這次我們使用了在園藝店可以買到的關東泥炭層**「鹿沼土」和另外準備的櫻島火山灰**。

在碗裡放入泥土，並加入少量水。

這裡的重點是，用大拇指腹輕輕按壓並搓洗。透過手指的摩擦，可以讓泥土或黏土等細小顆粒與礦物顆粒更容易分離。稍微搓洗後，再加一點水，將上層的懸浮物倒掉。請務必提醒學生，要倒在集水盤裡，以免堵塞水管。重複這個步驟，直到水變清澈為止。

水變清後，將剩餘的礦物倒在廚房紙巾上，再用另一張紙巾輕輕按壓，吸乾水分。

將乾燥後的礦物放在載玻片上，輕輕敲打讓它們攤開。

「淘洗」成功與失敗的關鍵
如果淘洗得不夠充分…

泥土仍然殘留，礦物看起來就不夠清晰。

如果淘洗得很好…

就能像這樣，清楚地觀察到五顏六色的礦物。

在關東泥炭層中，可以看到中央是斜長石，左側是石英。

從櫻島火山灰學到的地質學故事
櫻島火山灰的礦物比關東泥炭層的更為清晰，是其一大特點。

可以觀察到透明、黃色、棕色、黑色…等多種顏色和形狀的礦物。

這些礦物是岩漿冷卻凝固過程中形成的結晶。它們的顏色、形狀和硬度差異，取決於岩漿的成分和冷卻速度。例如，黑色的**有色礦物（如角閃石、輝石）富含鐵和鎂，而白色的無色礦物（如石英、斜長石）**則富含二氧化矽。

觀察後的發現
左邊是雲仙普賢岳，右邊是櫻島的火山灰。雲仙普賢岳的火山灰顏色偏白，而櫻島的則偏黑。這種顏色差異顯示了它們的岩漿成分和噴發方式不同。

透過展示不同地區火山灰的差異，可以有效吸引學生的興趣。你也可以在展示實物的同時，引入**「有色礦物」和「無色礦物」**等專有名詞。從火山灰的顏色和顆粒形狀，還可以延伸討論到噴發的類型（是爆發式噴發，還是黏性較強的岩漿等）。

使用實體顯微鏡進行觀察，這在地質學領域中並不常見，是培養學生**「理科是用眼睛看的學問」**這種感覺的絕佳機會。這實驗只需要簡單的準備，請務必給科學教室裡的雙筒實體顯微鏡一個上場的機會吧！

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