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(xiāng)境內(nèi)的萬年冰洞，距離太原市區(qū)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(dāng)?shù)氐沫h(huán)境而言，根本沒有結(jié)冰的條件。冰洞到底是怎么形成的？

寧武冰洞高達(dá)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(fā)現(xiàn)的罕見的大冰洞。一年四季洞內(nèi)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(jīng)中科院地質(zhì)研究所洞穴專家考察認(rèn)定：此洞形成于新生代第四紀(jì)冰川期，距今約300萬年，故名萬年冰洞。

中國科學(xué)院專家楊少華和石耀霖，發(fā)現(xiàn)洞的形狀讓冬天的冷空氣可以進(jìn)入洞穴，但是夏天的熱空氣卻進(jìn)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(zhì)研究所專家陳詩才也認(rèn)為，整個洞的形狀對洞內(nèi)溫度的保持起到了很好的作用。根據(jù)測量，萬年冰洞呈傾斜向上的口袋狀，肚大口小，夏天洞內(nèi)和洞外的空氣難以對流，從而使得洞內(nèi)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(dá)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(hù)作用。但有人對此提出疑問，寧武地區(qū)有的廢棄礦井也是肚大口小，空氣難以對流，而且地質(zhì)地貌與萬年冰洞非常相似，深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過冰洞。但為什么這些礦井深處卻不結(jié)冰呢？

按照一般規(guī)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(xué)界稱之為“地?zé)嶝?fù)異常”。

對此，陳詩才認(rèn)為，這就像空調(diào)或冰箱通過電機(jī)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(jī)制，這種機(jī)制不僅能保持洞中的溫度，并且仍在日復(fù)一日地制冰。

但是如果冰洞的“地?zé)嶝?fù)異常”是某種制冷機(jī)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(xiàn)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(rèn)為，地火與冰洞的共存，可能是引發(fā)“地?zé)嶝?fù)異常”現(xiàn)象的關(guān)鍵所在，但目前其運(yùn)作機(jī)理尚無定論。