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冷到吹泡泡,賽里木湖里是住著魔法師嗎

中國科普博覽
中國科協(xié)、中科院攜手“互聯(lián)網(wǎng)+科普”平臺,深耕科普內(nèi)容創(chuàng)作
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出品:科普中國

制作:唐淼

監(jiān)制:中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心

近日,新疆博州境內(nèi)的賽里木湖出現(xiàn)了難得一見的冰泡湖景觀。藍色的冰層里一個個白色的、疊起來的小氣泡,大的像柿餅,小的像葡萄,從湖底向上呈垂直分布,在透亮的湖冰和陽光照射下姿態(tài)各異,十分美麗。

賽里木湖出現(xiàn)冰泡 (圖片來源:央視網(wǎng))

這些冰泡是如何形成的呢?

集齊這三個元素,才能召喚冰氣泡

冰氣泡產(chǎn)生的條件比較苛刻,溫度、水草、大風(fēng)幾個元素缺一不可!

“冰泡”通常出現(xiàn)在寒冷地區(qū)。在低氣溫條件下,由于湖底溫度大于冰面溫度,湖底的微生物、水草等生命仍然十分活躍,微生物將湖底的有機物分解,釋放出甲烷氣體。甲烷不溶于水的特殊性質(zhì)使它不斷朝湖面涌去,冬天溫度降低,湖水開始結(jié)冰,甲烷無處可逃,只能被困在冰層中,一層一層像蓋樓一樣形成一個個冰泡泡。要形成冰泡,湖水要有足夠的深度,而且要相對靜止。

圖片來源:新京報微博

賽里木湖是新疆海拔最高、面積最大的高山湖泊,被稱為“大西洋最后一滴眼淚”,因為它是大西洋暖濕氣流最后眷顧的地方。冬季,寒冽的西北風(fēng)讓賽里木湖湖區(qū)的氣溫驟然下降,這里的最低溫度甚至經(jīng)常達到-30℃以下。

如何欣賞完美“冰泡”?

每到冬季賽里木湖湛藍的冰面下都冰封著無數(shù)冰泡,像是光滑的鏡面中鑲嵌了無數(shù)藍寶石。

一般來說,靠近湖面的冰泡比較大,這與液體內(nèi)部的壓強和液體深度有關(guān),水越深,壓強越大。當(dāng)水泡從水底逐漸上升時,水對氣泡的壓強逐漸減小,氣泡體積逐漸增大,浮力也逐漸變大。浮力越大,上升的速度越快。因此,有時會在冰層上方看到很多相對較大的冰泡,大的冰泡長度可達80至100厘米。

寒風(fēng)必不可少。冬季氣溫低、積雪多,湖面雖有積雪覆蓋,但賽里木凜冽的寒風(fēng)像一位“清道夫”晝夜“吹掃”冰面上的積雪,讓精彩的冰泡景觀得以一覽無余地向世人展示。

當(dāng)然,并不是氣候寒冷的地方就可以形成冰泡景觀。冰泡的形成對溫度要求極為苛刻,需要溫度下降非??欤婺茉诙虝r間快速結(jié)冰,而且結(jié)冰的速度要快于甲烷沖出湖面的速度才能將甲烷“封印”。

除了賽里木湖外,漠河市觀音山也出現(xiàn)了冰泡湖景觀。

蓮花湖中出現(xiàn)冰泡(圖片來源:黑龍江日報)

地處祖國最北端的漠河市,冬季氣溫持續(xù)走低,觀音山景區(qū)最低氣溫已突破-42℃,景區(qū)內(nèi)蓮花湖的冰層厚度達1米多深。

在極寒條件下,20多萬平方米的蓮花湖冰凍湖面上到處都是奇趣“冰泡”,規(guī)模非常大。

如何欣賞完美“冰泡”?

形成冰泡很難,要想欣賞到比較完美的“冰泡”也很難,還必須具備幾點條件:

一是冰層透明度好;

二是冰層厚度要達半米以上,冰泡景觀才得以展示;

三是冰面要潔凈光滑,讓觀看效果更加清晰透明。

據(jù)悉,全世界著名的“冰泡湖”有三個:加拿大的亞伯拉罕湖、俄羅斯貝加爾湖 、中國新疆的賽里木湖。

加拿大亞伯拉罕湖的冰泡是藍色的。

亞伯拉罕湖的緯度高、海拔高,冬天氣溫低,湖的四周被雪山包圍,湖水的主要來源是融化的冰川水。

冰川水在匯入河流中,會帶走冰川顆粒(由黏土和粉砂組成),這些細小的顆粒沉入湖底,吸收太陽光的短波(紫色和藍色),而水吸收長波(如紅色、橘色、黃色),剩下藍色和綠色就被分散到了我們的眼睛中,所以,我們就看到了藍色的冰泡湖。

還有哪些一“泡”而紅的美景?

1、神奇的冰盤

近日,內(nèi)蒙古烏蘭浩特,一河段出現(xiàn)直徑約6米的圓形冰盤,冰盤隨河水流動而旋轉(zhuǎn),不少人慕名前來拍照打卡。

冰盤成了新晉網(wǎng)紅 (圖片來源:中國新聞網(wǎng))

這種奇特現(xiàn)象通常出現(xiàn)在非常寒冷的不凍河上。內(nèi)蒙古根河、呼倫貝爾扎蘭屯市雅魯河、遼寧省遼河河段也曾出現(xiàn)過不同大小的冰盤。雖然冰盤直徑大小各不相同,但水下的湍流和寒冷的天氣是塑造冰盤的重要因素。

另外,冰盤容易在河流拐彎處形成,這是因為河流拐彎的地方,因河水湍急會產(chǎn)生漩渦,河面上原有的碎冰或被湍流“切斷”的冰塊被卷入漩渦,隨著漩渦緩慢旋轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)動過程中,冰塊之間相互摩擦,棱角被磨平。又因溫度較低,漩渦里的碎冰開始凝結(jié),最終形成一個圓形的冰塊。

2、巨大的冰蛋

2020年11月,芬蘭海盧奧托島海灘上出現(xiàn)成千上萬、大小相當(dāng)?shù)摹氨啊保鼈兙o密排列綿延不絕,壯觀畫面讓當(dāng)?shù)孛癖姴唤麌K嘖稱奇。

海灘上一顆顆渾圓乳白的冰球整齊排列 (圖片來源:快資訊)

芬蘭氣象研究所的冰川專家約尼·瓦尼奧解釋說,盡管這種“冰蛋”確實很罕見,但它們的出現(xiàn)并非超自然現(xiàn)象。

形成這類冰球的因素有很多,需要結(jié)合多方面的條件,只要空氣、接近結(jié)冰狀態(tài)的水的條件恰到好處,就可結(jié)成冰球。另外,較淺的沙質(zhì)海岸、適當(dāng)?shù)谋K母叩推鸱?,也能讓冰球形成,最后在恰到好處的風(fēng)力條件下,它們被海浪打磨成光滑的球體。

不過,這種奇觀只能持續(xù)一小段時間,之后要么融化,要么凝結(jié)成一大塊冰。

不得不說,溫度真是一位魔法師。

參考資料:中國國家地理、北京科學(xué)中心、人民日報、黑龍江日報