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万年不论文参考文献：
如果问你哪里有冰洞,你可能会想到北极,也可能想到哈尔滨的冰雪大世界,其实找冰洞或许不用去那么北的地方,就在山西,就有中国最大规模的冰洞.
这里有个大冰洞
山西省宁武县是一个山岭纵横的地方,这片区域一般海拔在2千米左右,属温带大陆性气候,冬季漫长而寒冷,夏天气温又会陡然上升,日照增强.稍显寒冷的春季终于过去,温度更舒适的夏天到来时,就在这个县城西50千米处的春景畦乡境内,一个洞穴吸引了大批游人前往.
这个洞穴位于超过230 0米海拔的山上,洞外地表温度在17℃以上,植被茂密、繁花盛开时,走进洞穴,却是另一番景象.洞内地面、过道、洞壁都被厚厚的冰层覆盖,寒气袭人,冰柱林立,冰钟乳石、冰瀑布垂挂,冰石笋“拔地而起”,在五彩灯光的照射下,仿佛是一个梦幻的冰晶宫.沿着台阶,越往下走,洞穴冰层越厚,温度越低,冰洞深度达到了85米.
据考证,这个冰洞形成于新生代第四纪冰川期,距今已经有约三百万年的历史.人们结合地名和形成时间,将其命名为宁武万年冰洞.
我们知道,一般,洞穴是由流水侵蚀基岩形成,这些基岩洞穴通常绝热于地表,温度基本上是恒温的,大约相当于地表的年平均温度.所以,在一些高纬度高海拔地区,大夏天里有冰洞并不是什么稀奇事.因为这些地区年平均温度低于零度,当夏天地表冰雪融化后,水流入低于冰点的洞穴时,就会结冰.
然而,宁武县地处温带,虽然冬季非常寒冷,但年均温度在2.3°C以上,根本构不成形成冰洞的环境,其地下怎么会形成低于0°C的庞大冰洞呢？
不可思议的冰洞
一些人猜测宁武万年冰洞所在地,是不是为冻土层,这种冻土层形成的洞穴温度会低于冰点.虽然在高纬度地区,冻土层非常常见,但在一些温带地区,也会分布有永久冻土层.这是因为如果某个地区的冬季风非常强劲,而地表又没有被雪覆盖,不影响冬季土层的冷却和冻结,可能会使得冰冻土层可以保存于地下很深的位置,尤其是在不容易吸收热量的浅色岩石中.
然而,由于冻土层一般很坚硬,地表水很难渗透,所以如果冻土层形成了冰洞的话,冰洞里的冰量也会非常少,这样的洞穴越往深处走,越干旱,最终完全无冰.但显然宁武万年冰洞并不是这样的.
一些人提出了地热不均理论,认为有的时候地幔层的热流不会流经某个区域,导致这个区域温度过低,如果这个区域正好有个洞穴,经年累月,冰冷的沉积物将在洞穴沉积,形成冰洞.
不过,这个理论也没法解释宁武万年冰洞.虽然在地球上,地热确实有所不同,但如果由于地热不足,导致洞穴温度过低,地表温度也会较冷.然而在宁武万年冰洞,即使洞穴温度在零度附近,地表的夏季气温也可能达到20°C,差距相当大.
真正的原因
实际上,宁武万年冰洞的形状、空气对流等诸多因素,共同创造出了这种独特的自然景观.
宁武万年冰洞形状就像一个口袋,洞口狭小,“肚子”大,洞穴的主体位置又比洞口低,可以充当冷陷阱的作用.在春夏秋天,外部空气比洞内热,洞内的冷空气沉在洞底,不会产生热对流.虽然此时热量从外界向冰洞内传递,但由于岩石和空气的热传导率都不高,不足以使冰洞内的温度显著上升.
在冬天,洞穴外的温度会下降到-15°C.由于洞内常年气温保持在-1°C左右,因而冬季外界气温一旦低于这一温度,寒冷的空气就会源源不断地进入洞中.洞外沉重的冷空气进入洞穴后,洞内较暖的空气升起并逃逸,进一步降低了洞穴内温度.
而一旦洞穴中形成冰块,就可以作为平衡洞内温度的“缓冲剂”.在夏天,如果温暖的空气进入洞穴,很大一部分热量用于使冰融化,可以防止洞内温度升得过高,让洞穴中的其他部分不会过热.
到了冬天,当非常冷的空气流入时,洞穴中的液态水将冻结,释放热量,使得洞穴的温度不会降得过低.这个过程可以在一定程度上让洞穴中的温度相当恒定,所以冰洞的温度一年内变化幅度会很小.
在这些因素的共同作用下,最后的结果就是宁武这个冰洞可以保持几百万年不会融化的奇迹.
科学家们认为,宁武万年冰洞自身可以维持非常稳定的冻结状态,即便游客和安装在冰洞中的灯泡会散发热量,也并不会破坏冰洞的环境.
人类行为可能弄巧成拙
然而,一些人类的保护行为反而可能弄巧成拙.比如,在中国黑龙江省,有一个五大连池冰洞,科学家们认为这个冰洞很可能会在40年内融化,而造成这一后果的竟然是人类.
原来,该景点的管理人员为方便管理,在洞穴入口处安装了一个金属门.正是由于金属门会阻挡冷空气进入洞穴,使得洞内温度逐年升高,最终导致整个冰体融化.如果宁武万年冰洞的气流受阻,同样也会遭遇这样的命运.
其次,气候变暖也会对冰洞造成威胁.南极的拉森B冰棚曾经在地球上稳定存在了1.2万年,但由于气候变化,在2002年,只用了一个多月的时间,这座面积约3250平方公里的冰架就损失了2/3的面积.同样在温带,由于冬季天数变短,春天提前到来,补充冰洞的冷空气变得更少,在这种情况下,宁武万年冰洞也随时可能消失.
宁武万年冰洞的消失不只是会对当地旅游业造成影响,冰洞实际上是记录过去地球大气和环境状况的“档案库”.比如,一些古老的气泡困于冰中,对气泡中气体的研究,可以揭示古老地球大气的组成成分.保存在冰中的花粉、叶片以及微生物还可以为科学家们提供数百万年前的地球生命信息.
现在,极地地区虽然存在大面积的永久冻土,但在温带地区,永久冻土是罕见的,所以保存好宁武万年冰洞,实际上也有助于科学家们了解温带地区过去的气候变迁.
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忻州万年冰洞
●文 沈安娜在山西省忻州市宁武县涔山乡麻地沟村东海拔2300 米的山上,有一处万年冰洞 它的奇特在于,以洞外的气候条件论,根本构不成结冰的环境,特别是夏天,洞外碧草如茵,鲜花盛开,而洞内寒气逼人,冰笋.
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