山西寧武萬年冰洞形成之謎

王海濱

當你進入山西省寧武萬年冰洞，仿佛置身于一座晶瑩的宮殿。大自然的鬼斧神工，使你仿佛置身于萬里冰封的北國冰雪之地，又好似徜徉在石筍林立的南方溶洞。然而，這個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，以當地的環境而言，根本沒有結冰的條件。冰洞到底是怎么形成的，這個謎題吸引著全球的游客、科研人員前來探訪。

永久凍土層以外的罕見大冰洞

只有一年365天都結冰的洞穴，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，少數緯度高、異常寒冷的地方，才發現過冰洞。而萬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境內的蘆芽山上，距離太原市區3個半小時車程。

整個冰洞高達100多米，一年四季洞內溫度在零下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現的罕見的大冰洞。經中科院地質研究所洞穴專家考察認定：此洞形成于新生代第四紀冰川期，距今約300萬年，故名萬年冰洞。

盛夏，洞外綠樹成蔭，艷陽灼人，洞內卻是堅冰不化；寒冬，洞外溫度達零下30多攝氏度，到了洞內，由于沒有風，反倒比洞外暖和許多，給人一種冬暖夏涼的感覺。

冰洞形成拜冰川運動所賜

關于萬年冰洞的形成原因，至今還是地質界爭論的焦點，科學家們對此提出了各種猜測。

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，形成許多地質奇觀。所以，有人認為正是冰川運動，使大量的冰涌進了寧武縣一個沖刷成形的洞中，形成了今天這個非常神奇的萬年冰洞。

但是，如果冰是同時期涌入的，冰的形成年代應該一致，然而經過專門取測后，科學家發現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，如果是冰川運動時大量的冰涌進洞中形成冰洞，那么隨著時間的推移，在不能一年四季都結冰的氣候條件下，洞內的存冰量會越來越少，甚至早已融解殆盡，并不能保存至今。

堅冰萬年不化的原因撲朔迷離

中國科學院專家楊少華和石耀霖，曾用數字模型研究萬年冰洞形成的原理，發現洞的形狀讓冬天的冷空氣可以進入洞穴，但是夏天的熱空氣卻進不去，所以形成了天然冰庫。如果將洞口封閉，這個萬年冰洞只需40年就會完全融化。

中科院地質研究所專家陳詩才也認為，整個洞的形狀對洞內溫度的保持起到了很好的作用。根據測量，萬年冰洞呈傾斜向上的口袋狀，肚大口小，夏天洞內和洞外的空氣難以對流，從而使得洞內的冷氣得以保持。

此外，陳詩才指出，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2300多米，而洞口所處的位置在山的陰面，這也對冰起到了一定的保護作用。

但有人對此提出疑問，寧武地區有的廢棄礦井也是肚大口小，空氣難以對流，而且地質地貌與萬年冰洞非常相似，深度還遠遠超過冰洞。但為什么這些礦井深處卻不結冰呢？

按照一般規律，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。這被科學界稱之為“地熱負異常”。

對此，陳詩才認為，這就像空調或冰箱通過電機來制冷一樣。目前推測，萬年冰洞的巖石下面很可能也存在某種未探明的制冷機制，這種機制不僅能保持洞中的溫度，并且仍在日復一日地制冰。

但是如果冰洞的“地熱負異常”是某種制冷機制形成的，冷空氣密度較大，它又是如何從地下向上流動的呢？

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象。站在山頭，即可遙見輕煙繚繞。這一冰一火本是相克，卻奇妙地共存于同一山上。

也有專家認為，地火與冰洞的共存，可能是引發“地熱負異常”現象的關鍵所在，但目前其運作機理尚無定論。

諸多說法，不僅難以真正說清萬年冰洞的成因，反而使其更加撲朔迷離。

（據《科技日報》）