近日,中国第35次南极考察队在中山站以南冰盖发现“蓝冰区”,可作为未来大型飞机冰上起降的永久机场。什么是蓝冰?蓝冰有哪些特点?它们是如何形成的?南极蓝冰主要分布在哪些区域?来自中国极地研究中心的35次考察队数据管理员席颖就相关问题接受了《中国海洋报》记者采访。
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什么是蓝冰?: Z; u& u5 u( X* }
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席颖告诉记者,在南极可以看到两种蓝冰。一种是冰盖表面雪层在盛夏季节融化成水、冻结形成的冰。冰本身是没有颜色的,但由于冰中存在气泡,阳光照射进去发生色散,波长较短的蓝光容易被散射回来,肉眼看到的就是蓝冰。这种季节性蓝冰随后又会被降雪覆盖,雪层再次经历融化、冻结的过程,形成了像三明治一样的“夹层冰”。3 ?- A T& i" O' K4 t& Z' V
几年前,考察队在南极曾发现过季节性蓝冰区域,但经过实地勘察,认为这种冰的厚度和承载力不适合作为蓝冰机场跑道。
5 `7 `; G/ I. e9 o6 y+ n$ f; ~ 第二种蓝冰就是此次在中山站附近冰盖发现的。用冰钻打出的冰洞深邃清莹,下面没有夹杂雪层,仍然是致密的冰。封存在冰中的气泡在长时间压力作用下体积缩小,阳光经其散射后发出更为纯净的蓝光。这种冰质地坚硬,适合修建蓝冰机场跑道。人们在南极看到的冰山上、冰裂隙中的蓝冰也属于此种致密冰。7 _( T* d6 C4 q% H1 n( i5 Q/ h/ n
蓝冰“岁数大”5 @6 u1 l, v9 l- g: D1 y
令人意想不到的是,第二种蓝冰的形成经历了一个极为漫长的过程,远远超过人类文明在地球上已经存在的时间。
* m$ Q! W2 D# H/ l; e “蓝冰的形成首先要经历降雪积累、粒雪化、成冰作用3个过程。”席颖说,这个过程可以简单理解为降雪一年一年堆积起来变成了冰,期间发生了复杂的物理变化。冰层逐渐叠加后,下部冰层在上覆冰层压力作用下,经过漫长岁月进入了冰盖深部,冰内气泡随之减少,冰的密度加大,并随冰盖逐渐流动到大陆边缘,最终成为蓝色水晶一样的冰体。: E8 t: b1 ]" j- H: y# Z
科学家发现,在这种蓝冰区往往存在年代十分久远的冰体,目前已经找到了距今270万年的冰样。根据以往研究推测,南极冰盖诞生于3400万年前,因此地球上最古老的冰仍可能存于冰盖深部,在某一天也许会重见天日。) D/ l0 w( t2 x* r& l
除了“岁数大”,这种适合修建永久机场的蓝冰还有两个主要特点。一是承载力强,相比其他冰层,蓝冰具有较强的抗冲击性,满足大型飞机起降条件。二是历经岁月“打磨”,蓝冰表面十分光滑,因此修建机场时需要修整冰面,使跑道变得粗糙以增加摩擦力,有助于飞机起降。( R7 ?. l1 w7 S& u( T/ U
何处觅蓝冰?+ o s q9 m3 C6 T6 S
如何寻找面积足够大、适合建机场的蓝冰区呢?+ a) {9 Z' Y! k
考察队给出了两个选择。一是在地形起伏较大的区域搜索蓝冰。南极内陆高原海拔4000米以上,气温很低,气体冷缩后密度加大。这种又冷又重的气团在内陆高原形成后,顺着冰盖向四周流动,形成南极“下降风”。下降风如果遇到地形高低不平、起伏较大的区域,会加速吹走冰盖表面雪层,随即裸露出蓝冰。
" q( M0 \2 r/ x" {! h+ D 中山站附近发现的蓝冰位于拉斯曼丘陵,受地形影响,此处不易积雪,且蓝冰表面十分平坦,周围没有冰裂隙,人员、车辆可以安全到达,实属“可遇不可求”的蓝冰机场选址区。
f! {3 x5 u* H 另一种是冰盖边缘的消融区域。随着南极夏季来临,太阳辐射增加,冰盖表面融化,也会裸露出蓝冰。澳大利亚凯西站、美国麦克默多站的蓝冰机场都位于冰盖消融区域,在南极盛夏季节,这种蓝冰机场由于表面融化将定期维护。维护方法也很简单,就是将一层雪铺在机场跑道表面,以减缓融化。
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