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南极大陆:探秘冰原暖水湖

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而早期探险家却在冰天雪地的南极大陆上发现了20多个湖泊,其中有不冻湖,甚至有暖水湖,如同在沙漠里发现绿洲一样稀奇。从化学成分和物理特征来说,每个干谷湖泊各有其独自的特性。更为神秘的是另一个范达湖,虽然13.6平方公里的湖面被3~4米厚的冰层所覆盖,水温只有0℃左右,但是随着深度增加,湖水温度迅速上升。到冰下60米深的湖底,水温接近27℃。

南极大陆:探秘冰原暖水湖

几乎整个南极大陆都被平均厚度达2000多米的冰雪所覆盖,这是一座冰的高原,人们用肉眼根本就无法知晓冰雪之下的地形起伏情况。然而早期探险家却在冰天雪地的南极大陆上发现了20多个湖泊,其中有不冻湖,甚至有暖水湖,如同在沙漠里发现绿洲一样稀奇。从那以后,各个领域的科学家们都赶来研究这些湖,特别对南极湖的起源和不冻的原因感到兴趣。

南极湖依湖面冻结情况可分三种类型:一是湖面有冰冻结,水体处在冻层与岩石之间,称为冰下湖:二是夏季湖面冰层解冻,露出湖水,称为季节性湖泊;三是在严寒的冬季湖面也不冻结,是真正的不冻湖。

英国科学家赫密勋等集中研究了南极东部面积有10平方公里的翁塔西湖。他们通过对该湖的同位素分析,认为该湖是由一个比它目前大50倍的冰体融解收缩而造成的。他们还推测,包括翁塔西湖在内的一些南极冰下湖之所以不会结厚冰或全部封冻,完全是得益于当地的气候条件——经常刮大风引起的强烈蒸发,使湖面冰层的蒸发速度远远超过了进一步降雪和结冰的速度。

在距离著名的埃里伯斯活火山西面大约100公里的地方,可以看见一块有1万多平方公里的,岩石裸露或仅有薄冰覆盖的干燥的丘陵地带,呈现出极地罕见的巧克力颜色,这便是南极,朗绿洲,称为干谷。人们至今还不能完全理解的是,干谷的谷底竟然是热烘烘的,不仅能躲避令人窒息的暴风雪,在天朗气清的日子还可以身穿泳衣,十分舒服地躺在那里晒日光浴。同样不可思议的是干谷里的一些湖泊。从化学成分和物理特征来说,每个干谷湖泊各有其独自的特性。例如唐胡安塘,当周围气温降至-57℃时,湖面仍没有结冰。有人认为这是由于该湖水极咸,盐度为普通海水的12倍。水中盐度越浓,冰点越低,所以不易冻结。更为神秘的是另一个范达湖,虽然13.6平方公里的湖面被3~4米厚的冰层所覆盖,水温只有0℃左右,但是随着深度增加,湖水温度迅速上升。到冰下60米深的湖底,水温接近27℃。

众所周知,由于太阳辐射先到达湖水表面,一般湖水温度是随深度增加而降低的。地质学家们就范达湖的这一反常情况的原因争论了几年。一些人认为,湖水可能是被从湖底涌出的温泉加热的:另一些人推测说,一股从地壳深处流出的岩浆流烤热了底部湖水;第三种意见假设,湖里在发生某些不可知的物理反应而释放出热量。(www.xing528.com)

1973年,由美国全国科学基金会以及日本和新西兰的有关组织,发起了一项“干谷钻探计划”。这一年的11月,钻探者打孔穿过范达湖的冰和水,一直钻进湖底取出岩芯,发现底的水很暖,但水下的岩层却很冷,这就否定了湖水是被地热作用从下面加热的说法。由于在取出的岩芯中找到了水生物的化石,表明干谷过去曾是有海产的海洋峡湾的一部分,现在,咸水,可能就是那时候遗留下来的。

苏联地质矿物学博士弗罗洛夫解释说,范达湖里的温水可能是被太阳晒热的。范达湖水非常清澈,看不到任何微生物群和悬浮分子,湖面由于刮大风和强烈的蒸发而没有积雪,太阳的短波辐射可以不受任何障碍地透过清澈透明的冰和水,好像穿过温室玻璃一样,将湖底烤得如同湖四周的岩壁一样灼热。而从湖底反射的长波辐射,几乎全部被湖水所吸收,将湖水从下至上烤热。湖面的冰层能像棉被一样阻挡湖水热量的散逸,底层湖水的热量也不会因对流而丧失。因为这个湖紧挨冰层的下面有一层淡水,再下面的水就变成咸水,而且含盐量随深度加大而增浓,到湖底的湖水盐度要比海水高出10~15倍。水的含盐量越高密度越大,也越重。上层淡水即使是冷的,也比下面热的咸水轻,根本不会有热对流运动,所以下面的水永远是热的。

然而,弗罗洛夫的说法也并不完善,人们仍然存在不少疑问。比如,在经过没有日出的长达半年的极夜时期之后,范达湖为什么还能保持这样高的水温;而在半年的极昼时期,范达湖不断吸收太阳辐射,为什么水温并没有无限制地上升。可见尽管已经出现了不少假设,至今南极湖的秘密尚未完全揭开。

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