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走啊,一起去冰洞納涼

2017-07-20 10:59:25張小萌紅塵
天天愛科學 2017年6期

文·圖/ 張小萌 紅塵

走啊,一起去冰洞納涼

文·圖/ 張小萌 紅塵

夏日炎炎,除了打開空調,你還能想到哪些環保又節能的納涼好去處呢?前不久,有探險隊發現了一個奇妙而神秘的納涼之處,那是位于我國陜西省留壩縣紫柏山的一個神奇洞穴。據當地人說,這個洞穴即使在夏天也非常寒冷,洞里常年結冰。這個洞穴像一口井,探險隊深入洞穴后發現,洞中掛滿晶瑩剔透的冰柱,美輪美奐。

紫柏山冰洞不僅景色美不勝收,深度也令人稱奇,約有90米,超過30層樓房的高度。隨著洞穴不斷向下延伸,洞壁溫度逐漸下降,64米以下的洞壁溫度恒定為-5℃。看來,在炎炎夏日里,去冰洞游覽一番可真是個不錯的選擇。

巖石冰洞與冰川冰洞

“冰洞”一詞是由英國人埃德溫·鮑爾奇在1900年第一次正式提出的,指的是全年結冰的天然洞穴。最常見的冰洞是熔巖管或石灰巖洞穴。我國陜西省留壩縣紫柏山的冰洞,就是這種隱藏在大山中的天然冰洞。

還有一種冰洞,主要出現在高緯度寒冷地區,在冰雪中形成。這種冰洞是在冰中形成的空腔,被稱為“冰川洞穴”。從數量上看,這種冰川冰洞實際上要比巖石山脈中形成的冰洞更多。在夏季,隨著溫度升高,冰川也開始悄悄融化。因為重力的作用,冰川融水沿著冰層裂隙向下流淌,最終匯聚到冰層底部,形成一條冰下暗河,從冰川末端流淌而出。如果沿著暗河逆水鉆入河道,就能欣賞到冰川冰洞的綺麗景色。如果暗河也凍結了,那么你就會完全置身于一個冰的世界里。

冰島藍冰洞——最美麗的冰川冰洞

如果要去冰洞探險,一定不能錯過世界上最大也是最迷人的冰川冰洞,那就是冰島著名的旅游景觀——藍冰洞。

冰川冰洞與巖石冰洞雖然都能讓你在夏天一掃悶熱,但它們的形成過程卻有很大不同。冰河上融化的雪水只需幾年甚至幾個月就能形成像房屋般大小的冰洞,而巖石冰洞的形成則需要幾百年甚至更長的時間。冰島的冰川洞穴是如何形成的呢?一般來說,當融水從冰川底層流過時,就會沖刷出天然的冰洞。但是,由于冰島處于地熱帶,也有一些冰洞是由于火山的地熱作用融冰形成的。在冰島,火山與冰川交融,每天上演著熔巖與冰雪的對抗,美麗的冰洞便在這種交融與對抗中幻化而出。

如果去冰島旅行,最容易見到冰洞的地方一定是瓦特納冰川。瓦特納冰川是歐洲最大的冰川,在世界上僅次于南極大陸冰川和格陵蘭冰川,排名第三。每年,冰島都會有冰川冰洞消失,也會形成新的冰川冰洞。另外,冰川會不斷移動,所以藍冰洞這種在冰川中形成的天然洞穴不是固定不變的,大部分的藍冰洞都不穩定,有坍塌的危險,所以要想進入冰洞,必須跟隨專業向導。

雖然有點小風險,但是藍冰洞的美景絕對值得喜歡冒險的人一探究竟。那里的冰看起來都是藍色的,深淺不一,色澤豐富瑰麗,好像凝固的海浪,更似精靈的水晶宮殿,走入其中仿佛置身海底但又可以自由呼吸,那神秘的藍色透過冰的折射形成令人窒息的美景,實在是世間罕見。

為何藍冰洞中的冰會呈現如此迷人的藍色呢?這是因為在冰川形成的過程中,冰雪顆粒在重力擠壓下,比普通冰的密度要高很多,這種結構的改變,讓光線在冰中折射出藍色。藍冰洞通常位于冰層底部,正是被壓得最“緊實”的地方。如果冰的透明度高,那么冰洞就變成一個藍色世界,讓人感覺好像置身在一塊巨大的藍色寶石里一樣。

一般來說,每年的11月到次年的3月是探索冰川冰洞的最佳季節。在夏季,冰川附近的氣溫會達到0℃以上,冰的融化會使冰洞里積水,冰體本身也更容易坍塌,就不再適宜進入冰川冰洞游覽。因此,炎熱的夏季如果想納涼,冰川冰洞可不是一個好的選擇,但如果你選擇巖石冰洞的話,就不會有這種困擾了。

走進“火爐”賞萬年冰洞

山西省位于我國的中原地區,一般來說,那里的夏天十分炎熱,可不是避暑納涼的好去處,比如,山西省寧武縣蘆芽山的最高氣溫可達38℃,是個不折不扣的“大火爐”。但是很多人都不知道,在蘆芽山的麻地溝內,卻有另一番清涼景象——那里隱藏著一個神秘的冰洞,人稱“萬年冰洞”。

這個萬年冰洞,是巖石山脈中的冰洞,而非冰川冰洞。它形成于新生代第四紀冰川期,距今約300萬年,故名萬年冰洞。通常世界上只有像西伯利亞、南極、北極等緯度高、異常寒冷的地方才有全年結冰的洞穴,而且數量少、規模小。而蘆芽山的萬年冰洞所處的位置是在四季都很分明的山西省寧武縣,這在世界上都是十分罕見的。

蘆芽山冰洞位列我國冰洞之首。與其他冰洞相比,萬年冰洞的制冷效果最強、冰儲量最多,洞穴非常巨大,整個冰洞高達100多米。目前,該冰洞已開發部分分為三層,冰洞內壁上皆被冰覆蓋,堪稱一個冰的世界。冰洞內冰鐘乳、冰筍、冰柱、冰錐、冰花、冰葡萄等隨處可見。一根高30多米、直徑大約6米的巨大冰柱立于冰洞中間,上面布滿傘狀的冰掛,猶如瀑布被瞬間凝固。拾級而上,仿佛走入了《冰雪奇緣》中如夢似幻的冰雪城堡。與藍冰洞不同的是,它最適宜在夏季游覽。想體驗冰火兩重天的小伙伴,這里將是你絕佳的選擇。

冰洞外熱氣蒸騰、酷熱難耐,而冰洞內的冰不但沒有全融化掉,每年還會有新的冰生長出來。到底是什么原因造就了這樣一個有著百萬年歷史的長壽冰洞呢?

雖然科學家們對這個神秘洞穴的形成原因有很多推測,但目前還沒有達成共識。有科學家認為,萬年冰洞外面森林茂密,光照時間短,巖石導熱性差,其所在的蘆芽山無霜期短,使其具有一種天然的保溫機制。此外,夏季融化的雪水流入或滲入洞內,也使融化的冰水及時得到補充。也有科學家推測,萬年冰洞的形成主要取決于其自身的特殊構造。根據測量,萬年冰洞呈傾斜向上的口袋狀,肚大口小,這使得洞內和洞外的空氣難以流通,從而使得洞內的低溫得以保持。

夏季,冰洞外面的世界綠意盎然、暑氣正盛,冰洞里卻是冰天雪地、一片清涼

不斷長大的世界最大冰洞

埃斯瑞森韋爾特冰洞位于奧地利的薩爾茲堡市,冰洞延伸長達40公里,被認為是世界上最大的巖石冰洞。埃斯瑞森韋爾特本意為“冰巨人的世界”。令人稱奇的是,從20世紀20年代至今,這個世界上最大的冰洞又長大了三分之一左右,尤其是最近的十多年里,增長速度十分明顯。阿爾卑斯山氣溫不斷升高使這里的冬季更加溫暖,但這并沒有損壞冰洞內的天然冰雕。事實上,對于這里的冰洞來說,外面溫度的升高可能正幫助這些冰雕比往常更早形成。山上積雪融化后的水由裂縫滲流到下面的冰洞,最終形成了這些冰。因此,雪融化的時間越久,水就會越早地滲進冰洞中,冰洞中的冰雕也就會越多。

由于冰洞不斷長大,因此它里面的景色并不是一成不變的。實際上,現在人們進入埃斯瑞森韋爾特冰洞后,看到的第一個冰凍結構在10年前就并不存在。這根巨大的冰柱是雪融化成雪水后,通過巖石裂縫滴落下來逐漸形成的。即使到了炎熱的夏季,這個冰洞依然健在,其內部的溫度仍能保持在0℃,這讓許多游客感到十分驚訝。

不過,如果氣候像現在這樣再繼續逐年變暖,就會對冰洞十分不利了。如果全年氣溫再升高5℃以上,冰洞內部的溫度過高,就無法形成冰雕,冰洞也許就會變成“水簾洞”了。在埃斯瑞森韋爾特冰洞中心,有一排冰柱形成了一組叫“弗麗嘉面紗”的天然冰雕,這個名字來自一位古代挪威的女神。但由于外界溫度不斷升高,這組精美的冰雕在未來數年內會變成什么樣子,現在看來還是個未知數。

冰鐘乳、冰柱與冰花的奧秘

參觀過巖洞的人都對鐘乳石有深刻的印象,其實冰洞中也有形態與之類似的冰鐘乳。在巖石冰洞中,多數天然巖石會有一定的透水性,水分可以從巖縫滲透下來,天冷時就凍結成冰。“冰鐘乳”與鐘乳石的形成過程相似。不過,鐘乳石是經過幾十萬甚至上百萬年才形成的,而“冰鐘乳”通常每年形成一次。

如果氣溫稍高,水滴落的速度會很快,這樣一來,就會在洞底地面上結出很多冰柱、冰塔。日積月累,有些冰柱越長越高,最后和洞頂連在了一起。如果天氣很冷,水剛剛從巖石滲出來,沒等到滴落就被凍結在了洞頂,這樣便會在冰洞的頂部形成冰瀑布。

在巖石冰洞中,有時還能形成一些結構復雜的冰花,它們由空氣中的水分凝成。當氣溫較低,空氣很穩定、極少流動、水分含量又足夠高時,水就會以“晶體”形式凝結。如在天空中變成雪花;在玻璃上形成冰窗花;在巖洞里就變成“冰花”。冰花之所以被稱為“花”,是因為它們有非常規則的晶體結構,看起來猶如一朵朵盛開的小花。在空氣流動快的開闊地區,冰花很難形成,巖洞中空氣流通慢,所以在自然界中,一般只有在巖洞里才會找到大規模的冰花。

冰洞,是大自然留給人類的一個神奇禮物。在炎熱的夏季,如果能親自去山上感受一下巖石冰洞那“盛夏霜花現,酷暑冰雕艷”的盛景,你一定會為自然造物的神奇而驚嘆不已。

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