神奇的万年冰洞
(2018-12-08 07:51:35)神奇的万年冰洞
张斯直
山西宁武物华天宝,钟灵毓秀,文脉厚重,美景甚多,特别是万年冰洞,色彩斑斓,千姿百态,美妙绝伦,堪称世间精品,人间奇迹,中国独秀,为中外游人所赞叹。该洞不仅是宁武境内最为“龙头”的旅游景点,而且是中国迄今为止发现的最大的冰洞,其绝妙的风姿正越来越受到全世界的广泛关注。2005年宁武万年冰洞在国家地质公园评审中被评为国家地质公园;2011年在全国旅游景区评审中,被评为国家4A级景区。近日,笔者随太原文化界朋友一行,前去此处考察,旅游,身临其境,真正感受到了其巨大的魅力和影响······
冰洞神奇,享誉中外
源远流长、文脉厚重的宁武县,位于山西省北中部的忻州市,东与原平市接壤,东南与忻州分界,南与静乐县相连,西南与五寨、岢岚县相望,西北与神池县连接,北面与朔州相邻。因其城南面对其境内的凤凰山,又因城市布局酷似展翅欲飞的凤凰,所以古时又将宁武城称做“凤凰城”。早在新石器时代,这里就有人类繁衍生息。公元前11世纪到公元前476年,古老的娄烦部族就在宁武一代活动;公元前277年,赵国征服娄烦,赵武灵王将宁武作为主要驻扎地。隋炀帝大业年间,几十万工匠在宁武天池、汾源一代修建汾阳工,后唐代开国皇帝李渊在此避暑。从唐代开始,这里就是皇家最重要的牧场。到元代戍边军民开始在这里屯田垦殖,筑城池,修庙宇,宁武本境开始得到大力发展。明嘉靖19年(公元1540年),宁武为山西重镇,统领雁门、宁武、偏关三关军事。《山西通志》记载:唐末于娄烦郡故治军宁武军,取北魏广宁、神武二郡尾字为名。明筑城时以古军名,命名为宁武,清雍正三年(公元1725年),设宁武府。从地形上看,宁武东部为云中山,西南为吕梁山,西部为管涔山和芦芽山,北部为洪涛山,东北部为禅房山,地形由东向西倾斜。因其所处地理位置和地貌形态等特点,决定了这里从古至今(直至解放前)就是兵家必争之地,历代战争频繁,县名沿革,多有变化,是一个历史积淀十分厚重的地方。
过境宁武,我们看到:宁武境内山梁起伏,森林覆盖,片片绿色相连,组成一个葱绿的世界。宁武山地占总面积的95%,尤以管涔山、芦芽山最为著名;境内河流主要分汾河、桑干河两大水系。汾河源于宁武县东寨镇西北约一公里处的管涔山;境内恢河是桑干河上游,在宁武县境内过境32公里。两大河系造就宁武水资源、生物资源比较丰富,特别是自然植被较好,东部以阔叶林为主,西部以针叶林、针阔叶混交林为主,分布面积大,全县仅原始次森林就有82万亩,森林覆盖率占到总土地面积的38%,观赏树种主要有侧柏、云杉、油松等,主要灌木树种有兰蔷薇、山刺玫、荆叶蔷薇等。水草丰富,有马伦草原、荷叶坪和黄草梁等高山草甸440万公顷,有老鹳草、蓝刺头、糖芥、毛茛、粉绿铁线莲、瓣芯唐松草、附地菜等93科、数百种,而广阔的林地面积又造就宁武拥有多种动物资源,主要有金钱豹、雪豹、梅花鹿、原麝、金雕、褐马鸡、小天鹅、黑鹳等150余种。
翻开历史书籍,透过斑斑驳驳的历史故事,我们特别注意到“李闯王过境宁武。”这段名垂千古的历史,至今流传,表明了在历史上宁武人民曾团结抗击外强的精神。宁武是于清代设置宁武关,处于山西通往朔州、内蒙的战略要地,是宋辽两国的分水线。1644年正月初八,明代闯王李自成率领起义军在西安誓师,剑指京城。一路攻陷平阳、汾州、太原、忻州、代州等地,所向披靡,踌躇满志。沿途州县,守城官兵,要么稍攻即陷,要么望风而逃。待兵至宁武,却遇宁武关总兵周遇吉率领数千军民的强烈抵抗,逼迫李自成有绕城而走的想法。后激战数日,城虽被破,李自成兵将却受重创,宁武又因此战而名扬天下。
宁武的美丽不仅是山多水清,而且是有着很多人文历史景点。宁武天池、古栈道、悬棺、悬空村、苗庄遗址、代国遗址、滴水洞景区、古长城、汾源灵沼等,无不令游客神往叹服,特别是位于宁武县城西的万年冰洞,更是一枝独秀,成为名震华中国的第一冰洞。说宁武是一个旅游大县,名副其实;说宁武境内旅游景点主要有洞、池、源、城、道、村、寺、址等构成,恰如其分;说宁武的龙头景点是万年冰洞,也符合宁武的实际状况和中外游客的审美要求。
宁武厚重的历史召唤我们探索,宁武美丽的山水吸引我们旅游,宁武人民刚健的品性启发我们研究。冒着仲夏的霏霏细雨,看着烟雾缭绕的山城古迹,欣赏着起伏相连的道道山梁,从宁武县城向西出发,行30公里山间公路,直至涔山乡麻地沟村——芦芽山万年冰洞国家地质园。但见,两面山上松林遮蔽,鲜花盛开,空气清新,不时有舒爽的风从身上走过。踏着打在石块面上的细细雨滴,我们打着雨伞看到停车场两旁的宣传版面上这样写道:“万年冰洞形成于新生代第四冰川期,距今有300万年的历史,它是我国迄今发现的最大冰洞,也是地球上永久冻土层以外迄今发现的最大冰洞。冰洞腔体巨大,基本呈垂直桶状,现已开发近百米,分上下两层,下部仍有洞通往山体的深处。”接着在另一个版面中继续写到:“万年冰洞是世界中纬度地带目前发现最大的冰洞,它的奇特之处在于以本地处的气候条件而论,根本构不成结冰的环境,洞内的冰却一年四季不化,越往深处,结冰越厚,且结冰期主要在夏季,冬季则是消融期。万年冰洞究竟是什么时候形成的,怎么形成?至今是待破解之谜。”景区服务人员告诉我们,每日来万年冰洞旅游的中外游客较多,大多数都是乘旅游车上去,然后是步行下来。我们一行是雨天而来,也就听从了景区服务人员的介绍,乘景区旅游车从北向南面的万年冰洞走来。
“哦,到了,那就是万年冰洞。”没有几分钟,景区内旅游车司机用手指着万年冰洞告诉我们。但见洞口在灰白色的石门处展开,高和宽约有7米,石门好像是用石块“垒成”的,其中左边一块大石上”冰洞“两个大黄字深深嵌进游客的眼帘。门口游客有陆陆续续上来的,也有进去的。我们一迈进洞口,就听一位踏着悬梯上来的老者和一位下去的年轻人告诉。老者说洞内可就是好,不可用语言描述。我边踏着悬梯下去,边心里想:“我今天就用语言描述试试!”
冰洞神奇,如梦如幻
宁武冰洞位于海拔2300米的管涔山上。根据科学考证,它是300万年前大自然留给人类的杰作。在全国一万多个洞穴中仅有的九个冰洞之首。在这里面,积累或说是汇聚了大量的有关大气、气候、物种及矿物质的变迁和进化等大量信息,特别是不管外面气候怎么变化,洞内温度都是恒温-4°。四季好像在这里静止,世界好像在这里停步,自然界万千变化到这里只能看到是一片片银白的世界了。
走进这个神奇的世界,只见洞内的地面、洞顶、洞壁上,全部是银白色的冰层。满目的冰柱、冰帘、冰瀑、冰笋、冰花、冰钟、冰床、冰锥、冰葡萄、冰人、冰兽等会让人如痴如醉,流连忘返,仿佛走进《西游记》里所描写的那样一个神话世界。
我们一行数人从冰洞入口进去,像窑洞似的入口从下向上向我们展开,洞壁周边全部是阵阵寒气袭人的冰层。不过,在最初走进的时候,由于冷热空气的交汇,踏着悬梯向下,就可感觉到雾气缭绕,一片蒸腾。此时洞外的酷暑,洞外的美景,都已远去,迎接我们的是又一种风景,又一个神奇的世界。
慢慢地、稳稳地踏着悬梯向下行二十余米,可至冰洞最上面一层。这层面积约100多平方米,与石壁、石顶
沿着悬梯我们继续下行,可至冰洞第二层。第二层面积最大,约300多平方米。洞顶至洞底的垂直距离约40多米。挂高30米、直径15米的硕大的冰柱和水帘又从洞顶倾泻而下,给人以“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”的感觉和气势,并将冰洞第二层分成三个大厅:一厅可供施工人员进入大厅施工;二厅只能去看,但无法进入;三厅内有石笋和冰山,攀援冰山,可达洞顶,为整个冰洞最精彩部分。总之整个第二层,洞中有洞,厅中有厅,到处都给人一个玉洁冰清的世界,特别是在花光照射下,更显示出晶莹动人的美姿。在此层冰洞内,游客拍照者最多。
漫步在这冰的世界,大自然的神工鬼斧会让你产生幻觉,仿佛置身于万里冰封、雪花飘飘的北国之都哈尔冰,让人感受那里的冰雕艺术;也如我们徜徉在石笋林立的南方桂林溶洞,被花花绿绿的洞壁所着谜。冰与灯营造出来的世界,总是吸引着无数的游客,让他们拍案叫绝,如痴如醉!
沿着悬梯继续下行,可至洞底。洞底有100多平方米的大厅。大厅内,仍是一片银白的世界。冰柱、冰花、冰帘等琳琅满目。真不愧是“洞底沉水,越三百万年与人类同生;冰下涔溪,融五十里灰岩和汾源相通。”梦幻般的世界在这里仍在持续,童话的色彩依然很浓厚。洞顶的积层冰,色泽各异,厚薄不一,像沉积岩一样层层叠叠。这些冰层具有极高的科研价值,几百万年来大气、气候、物种变迁以及人类诞生和进化的大量信息,地球过去的秘密,都全部沉淀在这里,隐藏在其中,而这一切又从未因人为破坏而修改过。冰中所含的氧的同位素,记录着地球每年的气温;冰层中的灰尘层,显示了此前火山活动的情况;冰中的气泡,揭示了数千年以前大气层的组成,而冰本身含有的水,又提供了地球不同时期自然界中的元素含量。
我们从洞口进入到全部看完,用了大约半各小时。一路我们钻冰洞,过冰栈、走悬梯,与游客共同在这冰的世界浏览,感受冰洞的神奇和美好。尽管,通道有时狭窄,直径最宽处才仅仅20米,有时竟是10米,但我们还是一边拍照,一边缓步行走,和游客们互相呵护,最后带着满足的心情安全从洞口返出。
从出口返出,大家都有一种依依不舍的感情在心底跳动。走进冰洞时那种忘却世间忧愁甚至是繁华的心里依然存在。冰洞给我们的不仅仅是物态的美好,更清洁了我们内心的精神世界,提升了我们的道德情操,让我们能够达到与自然水乳交融、玉洁冰清、物我无忘的境界。
走出冰洞,又是一派翠绿的美景。眼前白色的幻景在瞬间消失,细雨仍是滴滴答答打在伞上。深处翠绿的山间小路,我还是不由回忆着刚才进洞时所看到的一切,心想在折回洞中去,永远不再出来,永远与洞融为一体,怀抱山林,怀抱人类!
冰洞神奇,众说纷纭
宁武冰洞里,是一个晶莹剔透的冰的世界。按常理讲,要出现这种情况,只有在西伯利亚和南北极等少数纬度高的异常寒冷的地方才会发现。宁武所处位置是在宁武县西,这里四季分明,春夏秋冬都要经历,并非世界上最寒冷的地带,那么冰洞是如何产生的呢?
按照一般洞穴的产生条件,首先是火山喷发或地壳运动,产生洞穴,而后在洞穴内再进行关于石灰岩也就是碳酸钙的化学反应,重新生成另一种岩石,形成石洞,那么,冰洞又是如何产生的呢?对于这个问题,的确伤透了许多专家学者的脑筋,至今仍没有一个满意的答案。因为无论从维度海拔,还是地质、气候各个角度去考虑,它都没有存在的理由和可能,是全国同类气候和地形条件下形成的惟一一处冰洞。按照一般规律,溶洞每深入底层100米,气温将上升0.4度,而万年冰洞却反其之,越到深处,气温反而越冷,冰层反而越厚,这是一种罕见的“负地热现象”。而有的专家也说,冰洞深处隐藏着巨大的地下冰河,客观上起到巨大的制冷作用。专家所发议论还有很多,我们可大致归纳出他们所发的一些猜想和争论:
猜想和争论观点之一:宁武冰洞缘于冰川运动。
大量科学研究表明,地球自诞生以来,就在一定时期出现过冰川运动。而又由于冰川运动,使大量冰涌入地壳的空隙,即地壳运动形成的洞中,因此也就形成冰洞,成为现在我们所看到的奇观。但这种观点亦有一定漏洞,因为在靠近冰洞洞口的附近,由于空气较热,极易使冰层融化,久而久之,洞里的冰会产生大量融化现象,根本不会产生现在的奇观。也就是说,虽然冰洞洞口的冰,会产生一些融化,但在融化后,遇到雨水浸入,又会重新结冰,也就是冰洞有对冰层的自我修复功能,从这点来看,冰洞缘于冰川运动的观点亦存在一定疑问。
猜想和争论观点之二:宁武冰洞缘于空气对流。
空气对流在一定条件下会对气温产生较大的影响。宁武冰洞是在海拔2800米的管涔山上,洞穴下口与外界相通,在冬天内部气温高于外部气温,冷空气从下口进入洞内温度下降,水气凝结,冰洞逐渐成长。夏天外界温度高于内部温度,气流翻转,冰洞融化。由于外界昼夜温差较大,在洞内温度之间和昼夜温度之间,气流时暖时冷,只要冷的时间和程度大于热的时间和程度,也即冰洞凝结大于消融,冰洞内的冰层就不会被破坏,冰洞就会一如既往不断成长。同时可以看到,如果在夏天,随着在出口处内部冷空气的释放及昼夜温差的原因,在出口处,也能达到成冰条件,从而形成“夏日冰洞”。不过此观点在解释洞内为何会有如此巨大的结冰物方面,亦存疑问。
猜想和争议观点之三:地热负异常说。
大量的地质学资料研究表明,地球地热存在正负异常说,也即物质越靠近地球核心,温度就越高,和太阳表面温度差不多,这是地热正异常说;地热负异常说是指越远离地球核心,温度就越低,低的可以制冷,能够制造出大容量的冰来。中国社会科学院专家指出:宁武冰洞的形成说明在冰洞下方远离地球核心的地壳深处,有一个我们目前还尚未探明的制冷设备,它不仅能够保持洞中温度,并且现在还在日复一日结冰,再加之冰洞洞口处在较高位置,冰洞形成也在情理之中。但这个观点会挑战我们现有的物理学原理。如在普遍高温的地下怎么形成制冷系统,如果有制冷系统,冷空气必然会向地上面流动,地下物质温度会提高,又怎么形成制冷机制?
猜想和争议观点之四:冰洞自身形状。
宁武万年冰洞所处的地理位置和气候条件并不适合冰洞的形成,但既然冰洞历经数百万年已经形成,那说明这里还是有冰洞的成长条件。首先,冰洞洞口所处海拔2300米,位置较高,且位于管涔山的阴面,这对冰显然能够起到保护作用,特别是在冬天和春天(这里冬天和春天都较冷);同时由于洞口是一个正口袋形,在夏天,洞外温度高,洞底温度低,洞内外温度交换少;而到冬天自不必说。可以说是洞的形状,决定了冰的保存量。冰洞内的冰能够长时间保存,与洞口形状有直接的关系。不过,这种说法也有一个疑问,那就是这种洞口形状只是能够起到对冰的保存作用,而一旦洞口附近的冰融化,又该如何修复,显然就不好解释了。
神奇冰洞
宁武万年冰洞的绝妙堪称人间奇迹,冰在洞中的不同变化姿势组成晶莹剔透的风景,这里可谓是冰的世界,冷的桃园。令人奇怪的是,在距离冰洞南面越过一沟约400米,名叫“望洋沟”的地方,却有一座活火山,整日烟雾腾腾,火苗跳跃,站在宁武东寨镇前往天池的三岔路口附近瞭望对面,就可看到烟雾缭绕,整日不息。这就是宁武最为著名的千年火山了。
据史料记载:这里的火山从宋代就开始燃烧,已有1000多年的历史,故叫“千年火山”。沿着这一代山岭,有五座火山熊熊燃烧,火区直径有十几米,火焰腾空燃烧之处,岩石融化,周围滚烫的沙石,赤土,寸草不生,场面壮观。每到下雨之时,火势和烟雾更加厉害,燃烧的范围还在不断扩大。
据说,这千年火山是由于山上的煤层引发的燃烧,而煤层燃烧时由于山内部威力不太大的火山喷发?还是雷击或地壳运动,现在还不能解释清楚。
不过万年冰洞和千年火山,相距不远,都处一岭。山之阳为火山,山之阴为冰洞。一山之中,一极热一极冷,出现如此巨大反差,确是世间少有,堪称“中华一绝,世界奇观”。
不过若要查找世界资料,却发现在俄罗斯勘察家半岛的南部,也有一座著名的活火山,活火口附近本该灼热,即便有水也应该是温泉,但这里的最大亮点与宁武冰洞附近的千年火山有相似之处,就是在活火山口附近有一座奇怪的冰洞。冰洞是由融水凝结而形成,全长300米,犹如一道人工开凿的隧道。冰洞顶部的冰层较薄,越往里面深入,冰层越厚,颜色越趋蓝色,进入冰洞,游客就可看到一幅美丽的蓝色的画面。
宁武老百姓说,根据民间五行相生相克的原理,水应该克火,山上有巨大的冰洞,火山就不应该存在,即使有,也应该很快自灭。冰洞和火山共存,说明水火在相克的同时,也有相生的一面,水火“既济”即此理也。而由水火既济,又可产生木、土和金等万物,宁武山水很美,景点很多,其真正精髓或许在此!
神奇冰洞,也会消失
我国现在发现的冰洞有山西临汾市乡宁县新开发的反季节冰洞、陕西眉县太白山的千年冰洞、湖北五峰县的白溢寨冰洞、湖北巫山县的巫溪冰洞、湖北的神农架冰洞、河北张家口市的赐儿山冰洞、云南昭通市的冷风洞冰洞、河南林州市韩家洼冰冰脊冰洞、黑龙江五大连池市的最北冰洞等,这些冰洞景态各异,存在方式不一,如河南林虑山的冰冰脊冰洞,仅是夏季有冰,冰长期五月;湖北五峰县的白溢寨冰洞,夏天结冰,冬成暖巢,冰融;湖北的神农架冰洞,冬天冰层消融,夏天可结冰;黑龙江的五大连池冰洞,常年结冰,如此等等事例表明,在一些南方存在的冰洞,由于所处位置气温偏高,时常有融化的可能,也就是说,神奇的冰洞,消失的可能还是存在的。
科学家研究认为:冰洞形成必须有水源和冷源。水源为结冰提供基础,冷源为水结冰创造物理条件,如果进一步解释,那就是:一、洞穴底部必须有一定的水源,且进洞冷空气不足以使其完全凝结;二、0度以下的天气足够长;三、洞的上部出口在山的阴面或山坳里;四、洞穴附近山体相对陡峭,其他部分山体山势较高且没有大的沟壑;五、必须有两个出口,且两个出口必须有一定的高差,出口之间的密封保温良好。假如前一个冬季里山体形成一个大的实体冰洞,随着山体变暖,山体外部的气温大于山体内部气温,内部密度较大的低温气流就沿着山体内部通道向下流动,从下部出口流出。这一气体的流动随着外部温度的升高,内外空气密度差的增大而加剧。当山体通道不足以将气流温度加热到零度以上,且外部空气温度满足零度空气的饱和条件,通道出口将出现凝华冰,形成“夏日冰洞”。
由上不难得知,冰洞形成是有其特殊条件的,一旦这些条件中的某一项消失,冰洞也将消失。虽然我们现在所说的宁武万年冰洞又不同于上面所说的“夏日冰洞”,但其原理有一致性,简略地说,宁武万年冰洞的形成也需要具备一下条件:一、温度条件,必须是低温。宁武冰洞的外部气温在每年的11月就平均达到-11度,每年一月最低,最低气温达到-25度;三月平均气温才达到-3度,这就为结冰奠定了基础。二、水源条件。宁武万年冰洞所处位置属温带大陆性气候,降水主要集中在7、8、9月,占到全年降水量的60%;秋季降雨量占到全年降雨量的20——30%。冰洞周围大面积高于冰洞底部位置存在,为冰洞制冷提供了充足的水源。三、冷源进入条件。在万年冰洞两侧,不同深度上沿水平方向有少量溶蚀洞穴存在,这些洞穴和冰洞上部洞口共同形成内外能量交换的通道。在内部温度为-5度、外部为-15度、冰洞上下100米高差的情况下,空气密度形成的气压差为50pa,这为冷空气进入洞内提供了足够的动力。此外,我们还需注意地下径流对冰洞产生的影响。夏秋之际,冰洞周围降雨量加大,洞下径流会因降雨量增大而抬高,从而减少了气流的通道,减少和阻碍了气流的通道,减少了冰洞消融的速度。这些条件的存在,才能保持洞内冰层不被消融。淌若有一个条件不存,冰洞也将不存。而为不让冰洞消失,我们就必须为冰洞成长不断创造条件,同时爱护冰洞周围的生态环境,这样冰洞才能保持永久的风姿。从目前我国已经找到冰开发的这几个冰洞看,还保持的挺好,没有出现消失的现象。
需要补充的是,从目前全球来看,冰洞也还不少,如南极冰川、格陵兰冰川和冰岛瓦特纳冰川等,不过这些都是世界冻土带的自然冰洞,就非冻土带的冰洞而言,宁武冰洞和美国俄勒冈州冰洞、俄罗斯的勘察加半岛火山冰洞等相比,宁武冰洞的确具有成洞时间长、洞内冰储存量大、制冷机制强,特别是洞内冰状物更多更精美等特点,说宁武冰洞是全球非冻土地带的最大冰洞,应当之无愧!
游完冰洞,我们从洞口返出。山间的小雨好像停了,薄雾却还是缭绕。我们踏着石径小路,穿过葱郁的树木丛林,步行返下,到停车场一边等待文友们陆续返出,一边和宁武在这里经商的百姓们交谈,了解他们在这里的经营状况,了解关于冰洞景区的相关事情,他们与冰洞的联系等等。直到文友们全部到位,我们才乘车离开这里,离开这个令我们梦魂缠绕的地方,而心里还是想着冰洞内的美景。一层层,一座座,一片片,一个个冰人、冰柱、冰花、冰兽等,好像自己也要永远变成这里的一个,永远与这里融为一体,永不分开。

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