山西宁武万年冰洞形成之谜

王海滨

当你进入山西省宁武万年冰洞，仿佛置身于一座晶莹的宫殿。大自然的鬼斧神工，使你仿佛置身于万里冰封的北国冰雪之地，又好似徜徉在石笋林立的南方溶洞。然而，这个洞的神奇之处还不仅于此。它的所在地既不是异常寒冷的南北极，也不是终年积雪的雪山，而是在四季都很分明的宁武县，以当地的环境而言，根本没有结冰的条件。冰洞到底是怎么形成的，这个谜题吸引着全球的游客、科研人员前来探访。

永久冻土层以外的罕见大冰洞

只有一年365天都结冰的洞穴，才能够被称之为是冰洞。世界上也只有像西伯利亚和南北极等地，少数纬度高、异常寒冷的地方，才发现过冰洞。而万年冰洞位于山西省忻州市宁武县城西50公里处东寨春景畦乡境内的芦芽山上，距离太原市区3个半小时车程。

整个冰洞高达100多米，一年四季洞内温度在零下10摄氏度到零下4摄氏度，四壁皆冰，常年不化。洞内有冰柱、冰帘、冰瀑、冰花、冰佛、冰兽、冰床、冰钟乳等，玲珑剔透，晶莹夺目。

该冰洞是我国最大的冰洞，也是中纬度地带最大的冰洞，更是世界上迄今永久冻土层以外发现的罕见的大冰洞。经中科院地质研究所洞穴专家考察认定：此洞形成于新生代第四纪冰川期，距今约300万年，故名万年冰洞。

盛夏，洞外绿树成荫，艳阳灼人，洞内却是坚冰不化；寒冬，洞外温度达零下30多攝氏度，到了洞内，由于没有风，反倒比洞外暖和许多，给人一种冬暖夏凉的感觉。

冰洞形成拜冰川运动所赐

关于万年冰洞的形成原因，至今还是地质界争论的焦点，科学家们对此提出了各种猜测。

科学研究表明，地球自诞生以来，气候一直在变化当中。早在几亿年前，地球就出现过大规模的冰川运动，而且只有冰川运动才会拥有如此猛烈的能量，形成许多地质奇观。所以，有人认为正是冰川运动，使大量的冰涌进了宁武县一个冲刷成形的洞中，形成了今天这个非常神奇的万年冰洞。

但是，如果冰是同时期涌入的，冰的形成年代应该一致，然而经过专门取测后，科学家发现洞里冰的年龄却各不相同。核心部分的冰，成冰年代比较早；外面的、靠近洞口或靠近主流水道的冰，成冰年代比较晚。

此外，如果是冰川运动时大量的冰涌进洞中形成冰洞，那么随着时间的推移，在不能一年四季都结冰的气候条件下，洞内的存冰量会越来越少，甚至早已融解殆尽，并不能保存至今。

坚冰万年不化的原因扑朔迷离

中国科学院专家杨少华和石耀霖，曾用数字模型研究万年冰洞形成的原理，发现洞的形状让冬天的冷空气可以进入洞穴，但是夏天的热空气却进不去，所以形成了天然冰库。如果将洞口封闭，这个万年冰洞只需40年就会完全融化。

中科院地质研究所专家陈诗才也认为，整个洞的形状对洞内温度的保持起到了很好的作用。根据测量，万年冰洞呈倾斜向上的口袋状，肚大口小，夏天洞内和洞外的空气难以对流，从而使得洞内的冷气得以保持。

此外，陈诗才指出，尽管宁武县的地理位置和气候条件并不适合冰洞的形成，但还是有一些外部因素能够减少冰的融化。比如芦芽山的海拔达2300多米，而洞口所处的位置在山的阴面，这也对冰起到了一定的保护作用。

但有人对此提出疑问，宁武地区有的废弃矿井也是肚大口小，空气难以对流，而且地质地貌与万年冰洞非常相似，深度还远远超过冰洞。但为什么这些矿井深处却不结冰呢？

按照一般规律，越靠近地心，温度越高，每深入地层100米，气温将上升0.4摄氏度。而万年冰洞则反其道而行之，越到深处，气温反而越冷，冰层越厚。这被科学界称之为“地热负异常”。

对此，陈诗才认为，这就像空调或冰箱通过电机来制冷一样。目前推测，万年冰洞的岩石下面很可能也存在某种未探明的制冷机制，这种机制不仅能保持洞中的温度，并且仍在日复一日地制冰。

但是如果冰洞的“地热负异常”是某种制冷机制形成的，冷空气密度较大，它又是如何从地下向上流动的呢？

在与冰洞相距不到200米的地方有一处千年不熄的地火，即埋藏于地下的煤层因多种原因造成的自燃现象。站在山头，即可遥见轻烟缭绕。这一冰一火本是相克，却奇妙地共存于同一山上。

也有专家认为，地火与冰洞的共存，可能是引发“地热负异常”现象的关键所在，但目前其运作机理尚无定论。

诸多说法，不仅难以真正说清万年冰洞的成因，反而使其更加扑朔迷离。

（据《科技日报》）