奥运会与奖牌
北京时间8月11日，中国选手李雯雯在女子举重81公斤以上级比赛中以绝对优势夺金，中国体育代表团在本届奥运会中以40金、27银、24铜的优异成绩，创造了境外奥运奖牌新纪录。中国奥运健儿们在网球、游泳、射击、乒乓球、羽毛球、跳水等诸多赛场上的卓越表现，无不展现着顽强拼搏的奥运精神。同时，美国滑板运动员尼亚·休斯顿（Nyjah Huston）在社交媒体上发布了一段视频，称他获得的铜牌在短短两周内表面已经开始“脱皮”褪色。他在视频中展示了严重掉漆的奖牌，并表示其质量显然没有预期中的好，“看起来就像是经历了一场战争后回来一样。”这一事件引发了广泛关注，不少人开始质疑奖牌的制作工艺和材质。对此，巴黎奥组委迅速做出回应，承诺在弄清楚情况后会更换受损奖牌，并保证新奖牌的工艺和原有的一模一样。
图：奥运奖牌榜
图：尼亚·休斯顿在社交媒体上分享他褪色的铜牌
奖牌上的铁从哪来？
真的是是从埃菲尔铁塔上“抠”下来的吗？
关注奖牌本身，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。
虽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
石头
DR.STONE
工作室
科普
撰稿：星辰
美编：可然
DR.STONE · 致力于地球和空间科学科普
