“冰洞”是一种地貌景观,顾名思义就是指有大量并存在的洞穴,或者说是一个储存了大量冰块的洞穴,就像是一个巨大的冰箱,当然冰洞在时间上也是有要求的,一般是指洞中全年都有冰的洞穴,冬季有冰而夏季消融的洞穴则不能称为冰洞。冰洞并不是一个常见的地理事物,一般多分布在中高纬度地区,而中低纬度地区由于年均温较高,冰块无法长时间保持在洞穴中。
我国储冰量最多的冰洞
在我国的山西省忻州市宁武县有一个冰洞,名为“万年冰洞”,这个冰洞是我国储冰量最多的冰洞,也是洞内制冷机制最强的冰洞。冰洞内晶莹剔透,是一片冰的世界,各种造型的冰,如冰帘、冰钟、冰柱、冰花、冰人等丰富多彩,造型奇特,目前是我国的4A级旅游风景区,也是我国的国家地质公园。那么,为什么在山西省会形成一个这么神奇的冰洞呢?
万年冰洞位置图
冰洞的形成条件十分复杂,通常是岩溶作用、冰川作用和环境因素影响共同作用的结果。关于冰洞,大家可能会以为这个“洞穴”也是由冰川作用形成的,其实不然,冰洞中的这个洞穴,其形成原理类似于喀斯特地貌中的溶洞。万年冰洞位于我国山西吕梁山的北坡,冰洞所在区域的岩石为可溶性的“灰岩”,在流水的溶蚀作用下,灰岩逐渐被侵蚀,形成一个类似溶洞的洞穴,当然,此时这个洞穴内并没有冰。
万年冰洞
那么,洞穴中这么多的冰是怎么来的呢?“万年冰洞”的形成时间可以追溯到距今约300万年以前的新生代第四纪冰期时期,当时全球气候十分寒冷,我国山西地区被大量的冰川所覆盖,大量的冰块、积雪等进入洞中。这些在洞中的冰块经过了十分复杂的物理变化,重新结晶形成各种形态、造型各异的冰块,从而形成冰洞,冰洞中的冰至此一直被保留了下来,到如今已经经历了三百万年,所以称为“万年冰洞”。
万年冰洞
奇怪的是,如果说在第四纪冰期时,由于气温低,冰洞中的冰能够长期存在,但是,如今第四纪冰期已经结束,冰川在地球表面覆盖的范围大大缩小,山西地区根本没有冰川的存在,为什么冰洞中的冰还没有融化呢?确实如此,很多当时形成的溶洞中的冰都融化了,万年冰洞之所以能够保留下来,一方面得益于狭小的冰洞洞口,使得洞内外的热量交换十分缓慢,有利于洞内保持低温状态。
万年冰洞
另一方面,万年冰洞的洞口形状和位置十分特殊,使得冬季的冷风能够吹进洞里,而夏季的热风却不能进入到洞里,从而维持了洞内的长期低温。也就是说冬季的冷风,是冰洞内冷气的来源,如果把洞口封上,据推测冰洞内的冰将会在几十年内融化。当然,万年冰洞的海拔高度大约为2300米,在一定程度上也使得冰洞周围的环境温度能够相对较低,有利于冰洞中冰的保存,目前万年冰洞内的温度大约常年维持在0℃左右,在夏季进入,十分凉爽,而在冬季进入,则会感觉暖和。
第四纪冰期冰川分布图