寧武冰洞如何保持萬年“高冷”

王海濱

位于山西省忻州市寧武縣城西50公里處東寨春景畦鄉境內的萬年冰洞，距離太原市區三個半小時車程。這個洞的神奇之處在于：它的所在地既不是寒冷的南北極，也不是終年積雪的雪山，而是在四季分明的寧武縣，以當地的環境而言，根本沒有結冰的條件。冰洞到底是怎么形成的？

寧武冰洞高達100多米，是我國最大的冰洞，也是中緯度地帶最大的冰洞，更是世界上迄今永久凍土層以外發現的罕見的大冰洞。一年四季洞內溫度在零下10攝氏度到零下4攝氏度，四壁皆冰，常年不化。經中科院地質研究所洞穴專家考察認定：此洞形成于新生代第四紀冰川期，距今約300萬年，故名萬年冰洞。

中國科學院專家楊少華和石耀霖，發現洞的形狀讓冬天的冷空氣可以進入洞穴，但是夏天的熱空氣卻進不去，所以形成了天然冰庫。如果將洞口封閉，這個萬年冰洞只需40年就會完全融化。

中科院地質研究所專家陳詩才也認為，整個洞的形狀對洞內溫度的保持起到了很好的作用。根據測量，萬年冰洞呈傾斜向上的口袋狀，肚大口小，夏天洞內和洞外的空氣難以對流，從而使得洞內的冷氣得以保持。

此外，陳詩才指出，盡管寧武縣的地理位置和氣候條件并不適合冰洞的形成，但還是有一些外部因素能夠減少冰的融化。比如這里的海拔達2300多米，而洞口所處的位置在山的陰面，這也對冰起到了一定的保護作用。但有人對此提出疑問，寧武地區有的廢棄礦井也是肚大口小，空氣難以對流，而且地質地貌與萬年冰洞非常相似，深度還遠遠超過冰洞。但為什么這些礦井深處卻不結冰呢？

按照一般規律，越靠近地心，溫度越高，每深入地層100米，氣溫將上升0.4攝氏度，而萬年冰洞則反其道而行之，越到深處，氣溫反而越冷，冰層越厚。這被科學界稱之為“地熱負異常”。

對此，陳詩才認為，這就像空調或冰箱通過電機來制冷一樣。目前推測，很可能萬年冰洞的巖石下面也存在某種未探明的制冷機制，這種機制不僅能保持洞中的溫度，并且仍在日復一日地制冰。

但是如果冰洞的“地熱負異常”是某種制冷機制形成的，冷空氣密度較大，它又是如何從地下向上流動的呢？在與冰洞相距不到200米的地方有一處千年不熄的地火，即埋藏于地下的煤層因多種原因造成的自燃現象。站在山頭，即可遙見輕煙繚繞。這一冰一火本是相克，卻奇妙地共存于同一山上。

也有專家認為，地火與冰洞的共存，可能是引發“地熱負異常”現象的關鍵所在，但目前其運作機理尚無定論。