山西有个万年不融冰洞

鹿小安

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，这片区域海拔在2000米左右，属温带大陆性气候，冬季漫长而寒冷，夏季气温又会陡然上升，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，冰挂林立，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，仿佛是一个梦幻的水晶宫。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 300万年的历史。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气温低于零度，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，但年均气温在23℃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℃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，這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。

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。

在冬天，洞穴外的温度会下降到-15℃。由于洞内常年气温保持在-1℃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。

选自《读者报》