万年不融冰洞
2018-02-07 09:36:29    《中国中学生报》 人参与
  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远的地方,就在山西,就有中国最大规模的冰洞。
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  这里有个大冰洞
  山西宁武县是一个山岭纵横的地方,这片区域一般海拔在两千米左右,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。
  洞穴位于超过2300 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℃以上,根本构不成形成冰洞的环境,其地下怎么会形成低于零度的庞大冰洞呢?
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  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℃,差距相当大。
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  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。在春夏秋三季,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。
 
海信

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