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神奇冰洞緣何萬年不化?洞裏洞外兩個世界

 

萬年冰洞之謎

    最近有人傳說在山西省的寧武縣,有一個神奇的冰洞。

    山西省寧武縣,千百年來流傳着一個傳說:在當地一座深山中,有一個掛滿冰錐的冰洞。讓人費解的是:在四季分明的山西省寧武縣,為什麼會存在這麼一個千萬年不化且冬暖夏涼的神奇洞穴?如果冰洞真的存在,洞裏又會是一番什麼樣的天地?

    ———神奇冰洞———

    一年四季,洞中永遠保持在零度左右,洞裏洞外完全是兩個不同的世界。

    閆鵬,畢業後就來到寧武縣旅遊局工作,在他無意中聽了這個傳說後,從小喜歡探險的他決定趁工作之餘,尋找這個傳說中的神奇洞穴。隨着日子一天天過去,閆鵬爬遍了附近的許多山頭,依舊沒有任何的頭緒。然而,正當他心灰意冷準備放棄的時候,一個意外出現了:一天,他和同伴來到了當地的管涔山中,當他們爬上一個山頭後,他們驚奇的發現:在山的陰面有一個洞口模樣的地方,而接下來的事情讓所有人都始料不及。

    閆鵬告訴記者:「走到洞口附近感覺涼颼颼的,感覺這個地方風比較大,而且背陰的崖壁上竟掛滿了冰花,一切都與周圍的環境大相逕庭,一個一米見方深不見底的洞口更是冒出一絲絲的寒氣。」這難道就是傳說中的那個神奇冰洞嗎?

    一年多的渴望,讓閆鵬忘記了恐懼和危險,他決心對這個洞一探究竟。閆鵬說,他們順着洞口下去,冰洞下邊黑咕隆咚,腳底滑得根本沒有登的地方,反正是靠上邊繩子拽着,多少有點能附着在冰壁上。後來到了一個稍微開闊的地方,站穩腳後,拿着火把向四周一看,眼前豁然開朗。所有人都驚呆了,他們仿佛置身於一座晶瑩的宮殿,四處都是冰的世界:冰柱、冰錐、冰瀑、冰筍、冰花,沒有一個人想到,小小的洞口背後,竟然是這樣一個美妙的世界。

    閆鵬完全被吸引住了,直到他的腳感覺被凍僵了,他才發現不知不覺已經進洞兩個多小時了,溫度計清楚地顯示,洞中的溫度為零度左右,這與初夏時節的洞外,整整相差了20多度。在接下去的日子裏,閆鵬分別在不同的季節下過冰洞,他發現洞中似乎永遠保持在零度左右,洞裏洞外完全是兩個不同的世界。

    閆鵬說,七八月份,洞外都是鮮花爛漫、綠樹成陰,而洞內卻是堅冰不化,;冬天,洞外邊比較冷,幾乎達到零下30多攝氏度,穿着大衣,到了洞內,由於沒有風,反倒比洞外暖和了許多,有一種冬暖夏涼的感覺。

    寧武縣有個暑天冰洞的消息一經傳開就引起了不小的轟動,許多人紛紛猜測這種神奇現象的真正成因。

    ———種種猜測———

  猜測一:冰洞的形成是特殊地質結構所致?

    為此,中科院地質研究所的陳詩才也專門從北京趕到寧武進行考察。然而當第一次進入冰洞後,即使見多識廣的他也連連稱奇。

    陳詩才告訴記者,他看完後,感覺非常驚奇,洞內冰的類型起碼有上十種,比如冰柱、冰石筍、冰的鐘乳石、冰的渦管、冰花、冰葡萄、還有冰的結晶片等。他發現,儘管冰的厚度不一,但是所有的冰都是附着在石灰岩上的,整個冰洞高達100多米。

    陳詩才說,這個冰洞的規模,絕對不會是人造的,雖然冰洞的傳說已經有幾百年的歷史了,但是從現場可以推測,這個冰洞形成的時間已經遠遠超過了幾百年,距現在差不多有100多萬年了。這個天然的洞穴是100多萬年前由水沖刷形成的,可為什麼這個並不符合結冰條件的洞裏現在卻結滿了冰?這麼大數量的冰又是什麼時候形成的呢?

    這時候,閆鵬忽然想到了什麼。他說:「以我自己的理解,這個地方有火山,也有水,可能是本身的地質結構發生了改變,才形成了結冰的環境。」但陳詩才卻認為這種說法並不科學。他認為,火山的發生緣於山西一帶,有煤的自燃現象。因為煤挖出來後,一些煤矸石里,含有磷、硫這類東西,一見陽光,就氧化自燃了。

    猜測二:冰洞的形成得益於洞的形狀?

    陳詩才經過走訪後認為,儘管寧武縣的地理位置和氣候條件並不適合冰洞的形成,但還是有不少的外部因素能夠減少冰的融化。由於管涔山的海拔達到了2000多米,而洞口所處的位置在山的陰面,這對冰的常年不化都起到了一定的保護作用,而整個洞的形狀,也對洞內溫度的保持起到了很好的作用。他認為,洞是一個正口袋形,這樣在夏天,洞外溫度熱,洞底的溫度涼,它不交換。如果洞形倒過來,在夏天,洞外溫度熱、比重低,洞內溫度涼、比重高,熱量需要交換,這樣就損害了冰的保存量。

 

萬年冰洞之謎

    猜測三:冰洞的形成緣於冰川學說?

    正是因為洞的形狀並不利於洞裏洞外空氣的交換,因此儘可能減少了冰的損害。但是,即使有了這些外在的保護因素,可是這麼大數量的冰究竟是如何形成的呢?顯然,這是一個非常漫長的過程。這時候有人提出了冰川學說。

    科學研究表明,地球自誕生以來,氣候一直在變化當中。早在幾億年前,地球就出現過大規模的冰川運動,而且只有冰川運動才會擁有如此猛烈的能量,才能形成許多地質奇觀,所以有人認為,正是因為冰川運動,使大量的冰湧進了一個沖刷成形的洞中,也就形成了今天非常神奇的冰洞。

    按照這種推測,寧武縣暑天冰洞的成因就可以解釋了。但是,儘管常人看來洞中的冰都是一樣的,可經過專門的取測後人們發現,冰的年齡卻是各不相同。

    陳詩才說,冰也分層,也有個核心層,核心部分的冰,從結冰的情況和它所含的一些沉積物來看,這部分冰比較老。外面的、靠近洞口或者靠近主流水道的這些冰比較新。而根據閆鵬這兩年的觀察,山上雨水多的時候,雨水常常會流進洞中並且融蝕掉不少冰,但是經過一段時間,在原來冰融化的地方,又都自動地恢復了原貌,也就是說,這個神奇的冰洞具有非常奇特的再生功能,一旦冰量減少,它還會進行自我修復。因此,陳詩才認為冰川學說似乎也存在漏洞。因為冰川學說的解釋是冰融了就融了,永遠空了,化一點就沒一點,它不會自己再生。

    猜測四:冰洞的形成是地熱負異常說作怪?

    其實不僅是山西省寧武縣的這個冰洞成因存在着很大的爭議,就是在整個地質界都存在着很大的分歧。如果是冰川運動時,大量的冰湧進冰洞,但是隨着時間的推移,這些冰早就應該化了。最關鍵的是,這個地方根本就沒有一年四季都結冰的氣候條件。

    最近有一些人就提出了一個比較被認可的說法:叫做地熱負異常說。地熱正異常說指的是越向地心走,溫度越高,地心的溫度大概是6000多度,和太陽表面的溫度差不多,也就是越往下走溫度越高,這是合乎常理的。而地熱負異常說恰恰相反:它說越往下走,溫度越低,低得能夠製冷,能夠製造出大容量的冰來。

    對此,陳詩才認為,這就好比空調或冰箱,它都有一個製冷的機制,它是通過機電來製冷。而冰洞的制冷機制,從目前來推測,還是岩石下的某種機制,形成了製冷的機制,從而達到製冰的效果。那麼可以猜測,正是因為山本身的最深處很可能存在我們目前仍未探明的制冷機制,它不僅能保持洞中的溫度,並且仍在日復一日地結冰,再加上相對較高的地理位置,以及洞口位置的巧合,因此,形成了這麼一個神奇的冰洞。

  編後:

    冰洞的制冷機制現在僅僅是一種學術上的討論,還沒有徹底解決。由於岩石非常堅硬,目前的儀器很難把它切開,況且這個制冷機制究竟存在於地下多深,也沒有人知道。還有,人們擔心,這樣做了,會不會讓這個罕見的冰洞消失?我們知道,一個奇特地質現象的出現對於不同的人來說,會從不同的角度去思考、判斷,也會用不同的方法去理解。但是隨着時代的發展,隨着新理論的不斷加入,人們對過去的一些地質現象也會有一些新的認識,相信在不久的將來,我們一定能夠找出這個神奇冰洞的真正成因。

    ■相關資料

    山西寧武冰洞中的情形讓所有的人大開眼界,沒想到世界上真有這樣一個晶瑩剔透的冰的世界。其實,只有一年三百六十五天都是結冰的洞穴才能夠被稱之為是冰洞,那麼,在世界上也只有像西伯利亞和南北極等地,少數緯度高而且是異常寒冷的地方才發現過冰洞,而且是數量少規模小。所以大家百思不得其解的是,這個冰洞所處的位置既不是異常寒冷的南北極,也不是終年積雪的雪山,而是在四季都很分明的山西省寧武縣,就形成了這樣一個常年不化的冰洞。那這個冰洞到底是如何形成的呢? (裴寧)

阿波羅網責任編輯:王篤若

來源:科技日報

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