随着科学对寒冷极地环境的认识逐渐深入,一种名叫「冰针」的神秘现象再度引起人们的关注。这是一种生长于海冰下的冰柱,向下延伸并包围着一股具高密度、超冷的盐水流。即便我们知道这一现象的存在,它的形成过程却仍然有着许多不为人知的奥秘。
冰针,或称为冰钟,是由海水冻结过程中排出的浓盐水所塑造出来的。
当极地海洋的海水开始冻结时,盐分与其他杂质被挤出,形成周围水体的盐度快速升高,导致这部分水的冻结点下降。此时,堆积起来的超冷、超盐的水流便会向下循环,与未冻结的海水接触,瞬间产生冰层。
在这个过程中,超冷的盐水吸引周围的水分,使得新获得的水快速冷却并冻结,形成冰针的基础。
这个过程如同「倒置的冰柱」,而不是冷空气将液态水冻结成层,反而是冷水冻结周围的液态水,从而使得冰针不断成长。
刚形成的冰针内部是由非常冷且高盐度的水组成,随着更多冰的累积,冰针的结构会变得更加稳定。在理想条件下,冰针甚至能够延伸到海底。这要求在冰层上方的冷却盐水不断流动,而周围的海水必须是低盐度的。
正确的条件下,冰针的成长不仅限于其上方的海冰,还依赖于环境的稳定性。
一旦冰针到达海底,它将继续吸附周围珍珠般的冰晶,并可能陷入任何底栖生物的捕捉之中,最终导致它们冻死于这片冰囚禁之中。
冰针的存在自上世纪60年代以来就已知晓。 1974年,美国海洋学家Seelye Martin提出了关于冰针形成的初步模型。然而,直到2011年,这一现象才首次被拍摄下来,让人们得以目睹自然界中这一冰雪奇观。
在2011年BBC系列片《冻结星球》中,冰针的形成过程首次被拍摄。
随着科学研究的进一步深入,研究团队于2023年提出了冰针形成的数值模型,使人类对其运作有了更清晰的认识。
冰针的形成不仅是一个物理过程,它还对周围的生态系统产生深间接影响。特别是当生物被困入急速生长的冰针中时,这对底栖生物的生存构成了威胁。从一方面来说,这是一个极端的环境,但另一方面,它也表现出海洋生物适应极端环境的能力。
即使在这样苛刻的条件下,海洋生物仍然寻求生存,展现出自然界的韧性。
这些神秘的冰针提醒我们,地球的极端环境下还隐藏着许多尚未探索的过程与生态关联,究竟有多少我们尚未了解的自然奇观隐藏在冰雪之下呢?