奇特冰雪美景

自然地理

導讀1月29日消息,據美國國家地理網站報道,國家地理近日發布一組與冰雪有關的精美照片集,從智利獨特的錐狀冰堆,說到南北極寒冷海底的神秘冰鐘乳現像,以及大氣中的冰晶造成的幻日和日暈美景。 這裡是南極羅斯海,潮濕的空氣滋養了冰面上滿地盛開的霜花。加州理工學院的裡布利特教授解釋說:“這是一種非常罕見的現像。但這僅僅只是霜凍現像而已。” 非常低 ...

1月29日消息,據美國國家地理網站報道,國家地理近日發布一組與冰雪有關的精美照片集,從智利獨特的錐狀冰堆,說到南北極寒冷海底的神秘冰鐘乳現像,以及大氣中的冰晶造成的幻日和日暈美景。

這裡是南極羅斯海,潮濕的空氣滋養了冰面上滿地盛開的霜花。加州理工學院的裡布利特教授解釋說:“這是一種非常罕見的現像。但這僅僅只是霜凍現像而已。”

非常低溫的空氣水滴在下沉過程中接觸冰面便立即凝結。越來越多的冰晶形成,終於變成照片中所看到的模樣。裡布利特教授表示:“必須有恰當的環境條件。霜凍必須緩慢發生,要形成這些霜花,需要花費數小時至數天的時間。”

這裡是北冰洋的水下,這是所謂的“冰鐘乳”(Ice stalactites)。

唐·帕裡維奇(Don Perovich)是一位任職於寒區研究與工程實驗室的地球物理學家,他說:“這種現像一般發生於當淺海中海冰正在凝結的過程中。”

當海水開始凍結,逐漸成型的晶體結構會排斥鹽分微粒。於是剩余尚未凝結海水的鹽度就會升高,形成超鹽水。海水的凝結溫度取決於其鹽度,海水的鹽度越高,其凝結溫度就越低。也就是說它需要更低的溫度才會結冰。這就意味著在其它海水結冰的時候這些超鹽度海水仍然會保持液態。最終,這種機制會在海冰內部形成縱橫交錯的管道,將沒有結冰的超鹽水排放回海中。

由於這些超鹽水溫度更低,密度也更大,因此它們一接觸海水便開始下沉。在這一過程中它們造成周遭海水急劇降溫,周圍鹽度較小的海水結冰,於是就形成了現在我們所看到的鐘乳石一般的海冰條狀體。

這種纖細,棉花糖一般的結構只有在完美的環境下才會形成。加州理工學院的裡布利特教授表示:“它們只有在周圍溫度正好處於凝結點附近時才會形成。”這種奇特景像一般形成於腐爛的,被水分浸透的植物上。在冬季的美國阿巴拉契亞山區比較常見,因為那裡冬天不會太冷,而且周圍環境中水分充足。

他說:“必須在非常輕緩的凝結過程中才會形成這種現像。”這是因為蘊含在植物脈絡中的水分需要緩慢結冰,從上往下緩慢凍結。如果溫度太低,那麼整個植物便迅速凍結了。裡布利特教授表示:“隨著水分從經脈中慢慢湧出,它會將其中結的冰推擠出來,這其中的力量從何而來我們還不太清楚。”

但不管如何這樣的結果便是:被擠出來的條狀或片狀的冰就形成了現在看到的這種類似花朵般的形態,而且正好耷拉在一個植物身上。一般人們將其稱作“霜花”,一般它們可以在數小時內形成,常常是在一晚上時間形成的。

這裡是玻利維亞,這裡的山坡上有一支冰川大軍,又一支“懺悔者”軍團。

達爾文是第一位紀錄這種現像的人。1835年3月22日,達爾文在智利山區考察時首次紀錄下了這裡的“懺悔者雪堆”現像。在他的記載中,達爾文將這些雪堆稱作“冰錐”。他寫道:在經過疲憊不堪的漫長跋涉後,達爾文和他的同伴們經過了一片這樣的“冰錐”。在試圖穿越這片“冰錐”森林時,達爾文說他看到一匹馬被凍結在冰錐頂端。他記錄道:“它的後腿整個向上伸直著。”

這裡是美國密歇根州聖約瑟夫附近的一處燈塔,滿身冰雪。加州理工學院的裡布利特教授解釋說,是來自密歇根湖的水瀑飛濺造成了這種局面。他說這種現像與另外一種被稱作“霜冰”(rime ice)的現像非常相似。霜冰是當大氣中的水滴溫度低過冷凝點,並在此時與一個平面相接觸時形成的——水滴會在接觸面上立即凝結,在表面上形成一層冰層。

南極羅斯島,一座冰洞上方透出深藍色的外部光線,有一種異樣的感覺。阿蘭·波普(Allen Pope)是來自英國劍橋大學研習衛星冰川成像的博士後研究生,他說:“這個洞穴可能是一個冰下隧道。”這種現像是當表面的並開始融化,然後通過一個垂向洞口轉入冰下流動時形成的。

波普表示:“一旦這些水到了冰川底部,它們必須找到一個出口,這樣便有了冰下河。這條冰下隧道或許就是在夏季冰鞋融化最嚴重的時候形成的。”而這個洞穴頂部美麗的深藍色則是因為外界的光線透進來形成的,其中的網格狀結構反映了冰晶結構之間的邊界。

鬼魅般的環狀和弧狀,正如這個22度日暈所表現的那樣。這是陽光或月光經過大氣冰晶反射之後形成的現像。這些大氣冰晶的形狀和排布將最終決定所出現的現像的模樣:如果大氣冰晶具有一定的排列秩序,就會出現幻日現像,也就是大氣中出現明亮的太陽般的假像。

所謂“懺悔之雪”,是這圖像中展示的無數冰柱,遠遠看去仿佛法袍加身的僧侶,又如無數矗立的懺悔者。它們實際上是一些基座寬頂部尖的積雪堆積,其高度可以達到1~6米。圖像所拍攝的地點是在智利境內。

美國加州理工學院的物理學家肯尼斯·裡布利特(Kenneth Libbrecht)教授專門從事冰結晶作用的研究,他表示這種奇特現像一般會形成於較淺的谷地之中,這裡的積雪較深,太陽的光照角度又不高。

他表示,隨著積雪逐漸融化,塵土開始混入,在雪地上到處積聚起來。由於塵土物質相比周遭白雪顏色更深,這些區域的融化速度便更快一些,最後就形成了這裡千溝萬壑的奇特景像。

裡布利特說:“一般來說這種現像會形成於海拔地區。”不過除此之外,這種奇景的具體形成機制目前還仍然缺乏足夠了解。他說:“它們看上去相當強壯。人們發現這些冰柱難以逾越。”

這裡是南極洲的麥克默多灣,水下的冰鐘乳已經生長到連接了水面和海底。

這種冰鐘乳可以在很短時間內迅速形成。有報道稱曾觀測到這種冰鐘乳在8~10小時內生長達到2米。2009年,BBC在拍攝其紀錄片《冰凍星球》時曾經在南極羅斯半島附近海底偶然間拍攝到冰鐘乳在水下生長的珍貴畫面。當時技術高超的攝影師成功地拍攝了這種“死亡冰手指”從冰面向海底迅速延伸的生長全過程。(晨風)


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