并非位于极寒之地 宁武冰洞如何保持万年“高冷”

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原标题:宁武冰洞如何保持万年“高冷”

炎炎盛夏,和烤肉只差一撮孜然的你,是不是恨不得找个冰窟窿钻进去避避暑?

在山西就有这样一个清凉胜地——宁武万年冰洞,进入洞中,仿佛置身于一座晶莹的宫殿,大自然的鬼斧神工,使你仿佛置身于万里冰封的北国冰雪之地,又好似徜徉在石笋林立的南方溶洞。

然而,这个洞的神奇之处还不仅于此。它的所在地既不是异常寒冷的南北极,也不是终年积雪的雪山,而是在四季都很分明的宁武县,以当地的环境而言,根本没有结冰的条件。冰洞到底是怎么形成的,这个谜题吸引着全球的游客、科研人员前来探访。

永久冻土层以外的罕见大冰洞

只有一年365天都结冰的洞穴才能够被称之为是冰洞,世界上也只有像西伯利亚和南北极等地,少数纬度高异常寒冷的地方才发现过冰洞。

而万年冰洞位于山西省忻州市宁武县城西50公里处东寨春景畦乡境内的芦芽山上,距离太原市区三个半小时车程。

整个冰洞高达100多米,一年四季洞内温度在零下10摄氏度到零下4摄氏度,四壁皆冰,常年不化。洞内有冰柱、冰帘、冰瀑、冰花、冰佛、冰兽、冰床、冰钟乳等,玲珑剔透、晶莹夺目,千奇百怪、不一而足。

该冰洞是我国最大的冰洞,也是中纬度地带最大的冰洞,更是世界上迄今永久冻土层以外发现的罕见的大冰洞。经中科院地质研究所洞穴专家考察认定:此洞形成于新生代第四纪冰川期,距今约300万年,故名万年冰洞。

盛夏,洞外绿树成荫,艳阳灼人,洞内却是坚冰不化;寒冬,洞外温度达零下30多摄氏度,到了洞内,由于没有风,反倒比洞外暖和许多,给人一种冬暖夏凉的感觉。

冰洞形成拜冰川运动所赐?

关于万年冰洞的形成原因,至今都是地质界争论的焦点,科学家们对此提出了各种猜测。

科学研究表明,地球自诞生以来,气候一直在变化当中。早在几亿年前,地球就出现过大规模的冰川运动,而且只有冰川运动才会拥有如此猛烈的能量,形成许多地质奇观,所以有人认为,正是因为冰川运动,使大量的冰涌进了宁武县一个冲刷成形的洞中,形成了今天这个非常神奇的万年冰洞。

但是,如果冰是同时期涌入的,冰的形成年代应该一致,然而经过专门取测后科学家发现,洞里冰的年龄却各不相同。核心部分的冰,成冰年代比较早;外面的、靠近洞口或靠近主流水道的冰,成冰年代比较晚。

此外,如果是冰川运动时,大量的冰涌进洞中形成冰洞,那么随着时间的推移,在不能一年四季都结冰的气候条件下,洞内的存冰量会越来越少,甚至早已融解殆尽,并不能保存至今。

坚冰万年不化全凭洞形好?

中国科学院专家杨少华和石耀霖,曾用数字模型研究万年冰洞形成的原理,发现洞的形状让冬天的冷空气可以进入洞穴,但是夏天的热空气却进不去,所以形成了天然冰库。如果将洞口封闭,这个万年冰洞只需40年就会完全融化。

中科院地质研究所专家陈诗才也认为,整个洞的形状对洞内温度的保持起到了很好的作用。根据测量,万年冰洞呈倾斜向上的口袋状,肚大口小,夏天洞内和洞外的空气难以对流,从而使得洞内的冷气得以保持。

此外,陈诗才指出,尽管宁武县的地理位置和气候条件并不适合冰洞的形成,但还是有一些外部因素能够减少冰的融化。比如芦芽山的海拔达2300多米,而洞口所处的位置在山的阴面,这也对冰起到了一定的保护作用。

但有人对此提出疑问,宁武地区有的废弃矿井也是肚大口小,空气难以对流,而且地质地貌与万年冰洞非常相似,深度还远远超过冰洞。但为什么这些矿井深处却不结冰呢?

冰火共存引发“地热负异常”?

按照一般规律,越靠近地心,温度越高,每深入地层100米,气温将上升0.4摄氏度,而万年冰洞则反其道而行之,越到深处,气温反而越冷,冰层越厚。这被科学界称之为“地热负异常”。

对此,陈诗才认为,这就像空调或冰箱通过电机来制冷一样。目前推测,很可能万年冰洞的岩石下面也存在某种未探明的制冷机制,这种机制不仅能保持洞中的温度,并且仍在日复一日地制冰。

但是如果冰洞的“地热负异常”是某种制冷机制形成的,冷空气密度较大,它又是如何从地下向上流动的呢?

在与冰洞相距不到200米的地方有一处千年不熄的地火,即埋藏于地下的煤层因多种原因造成的自燃现象。站在山头,即可遥见轻烟缭绕。这一冰一火本是相克,却奇妙地共存于同一山上。

也有专家认为,地火与冰洞的共存,可能是引发“地热负异常”现象的关键所在,但目前其运作机理尚无定论。

诸多说法,不仅难以真正说清万年冰洞的成因,反而使其更加扑朔迷离。不如就让我们在盛夏时节进洞冰爽一下,再慢慢品味它的神奇吧!


2018年7月27日 09:46
来源:科技日报     作者:王海滨