山西寧武萬(wàn)年冰洞形成之謎

王海濱

當(dāng)你進(jìn)入山西省寧武萬(wàn)年冰洞，仿佛置身于一座晶瑩的宮殿。大自然的鬼斧神工，使你仿佛置身于萬(wàn)里冰封的北國(guó)冰雪之地，又好似徜徉在石筍林立的南方溶洞。然而，這個(gè)洞的神奇之處還不僅于此。它的所在地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寧武縣，以當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境而言，根本沒(méi)有結(jié)冰的條件。冰洞到底是怎么形成的，這個(gè)謎題吸引著全球的游客、科研人員前來(lái)探訪。

永久凍土層以外的罕見(jiàn)大冰洞

只有一年365天都結(jié)冰的洞穴，才能夠被稱之為是冰洞。世界上也只有像西伯利亞和南北極等地，少數(shù)緯度高、異常寒冷的地方，才發(fā)現(xiàn)過(guò)冰洞。而萬(wàn)年冰洞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)的蘆芽山上，距離太原市區(qū)3個(gè)半小時(shí)車程。

整個(gè)冰洞高達(dá)100多米，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。洞內(nèi)有冰柱、冰簾、冰瀑、冰花、冰佛、冰獸、冰床、冰鐘乳等，玲瓏剔透，晶瑩奪目。

該冰洞是我國(guó)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(jiàn)的大冰洞。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(wàn)年，故名萬(wàn)年冰洞。

盛夏，洞外綠樹(shù)成蔭，艷陽(yáng)灼人，洞內(nèi)卻是堅(jiān)冰不化；寒冬，洞外溫度達(dá)零下30多攝氏度，到了洞內(nèi)，由于沒(méi)有風(fēng)，反倒比洞外暖和許多，給人一種冬暖夏涼的感覺(jué)。

冰洞形成拜冰川運(yùn)動(dòng)所賜

關(guān)于萬(wàn)年冰洞的形成原因，至今還是地質(zhì)界爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，科學(xué)家們對(duì)此提出了各種猜測(cè)。

科學(xué)研究表明，地球自誕生以來(lái)，氣候一直在變化當(dāng)中。早在幾億年前，地球就出現(xiàn)過(guò)大規(guī)模的冰川運(yùn)動(dòng)，而且只有冰川運(yùn)動(dòng)才會(huì)擁有如此猛烈的能量，形成許多地質(zhì)奇觀。所以，有人認(rèn)為正是冰川運(yùn)動(dòng)，使大量的冰涌進(jìn)了寧武縣一個(gè)沖刷成形的洞中，形成了今天這個(gè)非常神奇的萬(wàn)年冰洞。

但是，如果冰是同時(shí)期涌入的，冰的形成年代應(yīng)該一致，然而經(jīng)過(guò)專門取測(cè)后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)洞里冰的年齡卻各不相同。核心部分的冰，成冰年代比較早；外面的、靠近洞口或靠近主流水道的冰，成冰年代比較晚。

此外，如果是冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)大量的冰涌進(jìn)洞中形成冰洞，那么隨著時(shí)間的推移，在不能一年四季都結(jié)冰的氣候條件下，洞內(nèi)的存冰量會(huì)越來(lái)越少，甚至早已融解殆盡，并不能保存至今。

堅(jiān)冰萬(wàn)年不化的原因撲朔迷離

中國(guó)科學(xué)院專家楊少華和石耀霖，曾用數(shù)字模型研究萬(wàn)年冰洞形成的原理，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(kù)。如果將洞口封閉，這個(gè)萬(wàn)年冰洞只需40年就會(huì)完全融化。

中科院地質(zhì)研究所專家陳詩(shī)才也認(rèn)為，整個(gè)洞的形狀對(duì)洞內(nèi)溫度的保持起到了很好的作用。根據(jù)測(cè)量，萬(wàn)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(duì)流，從而使得洞內(nèi)的冷氣得以保持。

此外，陳詩(shī)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。比如蘆芽山的海拔達(dá)2300多米，而洞口所處的位置在山的陰面，這也對(duì)冰起到了一定的保護(hù)作用。

但有人對(duì)此提出疑問(wèn)，寧武地區(qū)有的廢棄礦井也是肚大口小，空氣難以對(duì)流，而且地質(zhì)地貌與萬(wàn)年冰洞非常相似，深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(wàn)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?！薄?/p>

對(duì)此，陳詩(shī)才認(rèn)為，這就像空調(diào)或冰箱通過(guò)電機(jī)來(lái)制冷一樣。目前推測(cè)，萬(wàn)年冰洞的巖石下面很可能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?！笔悄撤N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(dòng)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(jiàn)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?！爆F(xiàn)象的關(guān)鍵所在，但目前其運(yùn)作機(jī)理尚無(wú)定論。

諸多說(shuō)法，不僅難以真正說(shuō)清萬(wàn)年冰洞的成因，反而使其更加撲朔迷離。

（據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》）