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《冰冻星球》的摄制组曾经在极地附近拍摄到了一组奇异现象,当水下温度较低时,海洋中会迅速结冰形成冰柱,这些冰柱所经之处会引起大规模的生物死亡,因此该冰柱又被称为死亡冰柱。
死亡冰柱形成的原因
死亡冰柱是一种非常罕见的现象,一般只出现在南北极海域里,它的整个过程虽然奇特,但却可以通过物理知识来解释。
我们知道,海洋中的各种矿物盐含量非常高,而矿物盐在一定温度下,能够溶解在水中的质量是有限的。大多数情况下,海水中的矿物盐会溶解在海水中,但是随着温度的上升或下降,海水能够溶解的矿物盐质量会发生变化。
当海水温度较高时,海水溶解的矿物盐会变多。
当海水温度较低时,海水能够溶解的矿物盐会变少,此时如果海水中有较多的矿物质,不能够被溶解的矿物盐会析出。我国茶卡盐湖里之所以有白色的矿物盐固体,就是因为湖水中的盐含量过高,溶解度达到了饱和状态,多余的盐分析出后就会以固态的形式存在在湖水中。
南北两极之所以会出现死亡冰柱现象,也和矿物盐的溶解度有关。我们知道,南北两极的温度非常低,这就导致单位面积内,南北极海域的海水能够溶解的矿物盐质量会减少,此时海水中的矿物盐就会析出,以固体的形式存在于海水中。
再加上固体矿物盐的密度大于海水的密度,所以矿物盐在结晶的过程中会下沉。由于海面上温度比海水温度低,所以冰柱会不断地吸收海面上的低温向海底延伸,逐渐形成冰柱,它们虽然叫做冰柱,但实际上更类似于冰沙。
盐水在形成冰柱的过程中,周围的海水遇到冰柱后,也会因为低温而快速冻结,这类似于超冷水。
在冰柱形成的过程中,如果周围的生物来不及逃走,将会被冰柱冻住,造成生物死亡,因此该冰柱又被称为死亡冰柱。
死亡冰柱的危害
死亡冰柱现象虽然比较罕见,但一旦发生,往往在几个小时之内就会从一个小型冰柱快速膨胀开来,在这个过程中,可能会冻死部分海底生物。
如果潜水器或者其他海洋船只遇到死亡冰柱,有可能会威胁到它们的正常航行,增加抛锚的危险。
如果死亡冰柱发生在海底布雷区,将可能会引爆水雷,导致海底爆炸。
虽然死亡冰柱会威胁到人类船只和海洋生物的生命,但其实我们也不必太担心。这是因为死亡冰柱发生的条件非常苛刻,因此这种现象非常罕见,且大多只会发生在南北两极附近的海域。
当海洋温度上升时,此时海洋能够溶解的矿物盐质量变多,冰柱的冷能来源慢慢减弱,此时冰柱也会逐渐融化,海洋又恢复以前的平静。
死亡冰柱或是生命的起源地
美国化学学会期刊上曾经发表过一篇论文《冰柱作为逆化学花园的案例》,在该文章中,作者指出冰柱可能提供了生命诞生的条件。
目前,关于生命的起源主流说法认为:生命可能起源于热环境,比如海底喷泉口附近。但该研究人员指出,冰柱也可以促使最初的生命形成,海洋中的冰柱在脱盐过程中,会像海底喷泉口一样,为生命提供大量的氢离子浓度差,支持生命活动。
目前,该假说还没有被广泛接受,只是一个不同学派的观点。