南極綠色冰山形成之謎
在極地,海洋中常常會漂浮著一座座龐大且耀眼的冰山,雖然它們形態各異,但色彩卻無非是白色和藍色。不過,你可曾聽過綠色的冰山?
綠色冰山的奇特之處
在南極,便有著奇特的綠色冰山,其形成原因一直困擾著科學家。綠色冰山的奇特之處不僅在於其與眾不同的顏色,它冰層之中還不含氣泡,清晰度更高。這說明它並不是典型的冰川冰。
我們知道冰山是由冰架(陸地冰川延伸到海洋的部分)前緣崩解破裂而出,隨後在海洋自由漂流的巨頭冰塊,所以它其實是發源於陸地的冰川冰。而陸地冰川冰來源於積雪,常年的積雪不斷相互擠壓,原本比較鬆散的雪花之間存在的空氣有一小部分會被擠出去,還有一部分被封閉在最後形成的冰川之中,形成一個個特別小的氣泡。經過漫長的歲月,冰川會逐漸變得緻密堅硬,但典型的冰川多少都會有些小氣泡。而且,年代越是久遠的冰川,越是緻密,氣泡越小,對波長較長的光(比如紅橙光)吸收越多,而波長較短的藍光則被散射,冰山看起來便越是湛藍。
既然沒有氣泡的綠色冰山不是典型的冰川冰,那它是怎麼形成的?科學家認為它其實是冰山底部的海水凍結而成的海底冰。冰山底部壓強更大,氣體溶解度更高,因此在凍結過程中被「拒絕」的空氣可以在水中繼續溶解,而不是在冰中形成氣泡。當漂流的冰山遇到大洋暖流時,淹沒於水中的部分會漸漸融化,進而整個冰山逐漸變得「頭重腳輕」,海浪稍一拍打,失去平衡的冰山就會發生翻轉,底部的海底冰便露出了海面。
冰山的綠色是有機物嗎?
既然綠色冰山是底部海水形成的海冰,那綠色來源似乎就好解釋了。在海底往往積聚著許多死亡的浮游生物,這些浮游生物被分解後會產生可溶性有機物,海水可能在凍結過程中將其融入其中,改變了冰山對光線的吸收、反射程度,如此一來便會使冰山呈現綠色。
冰山的樣本分析也證實了確實存在可溶性有機物,但遺憾的是,綠色冰山中的有機物含量太低,無法形成綠色調,而且綠色冰山與藍色冰山有機物含量缺乏明顯的差異,這說明冰山的綠色並不是因為有機物造成的,一定有其他物質對綠色來源負責。
鐵氧化物導致冰山的綠色?
正當科學家百思不得其解之際,一項新的研究為科學家提供了新思路。澳大利亞的海洋學家在測量南極埃默里冰架的含鐵量時,發現靠近底部的海冰比上面冰層的鐵含量高出近500倍。會不會海冰中的鐵氧化物才是形成綠色冰山的關鍵因素?紅色或棕色的鐵氧化物會吸收藍光,白色或藍色的冰川會吸收紅橙光,兩者的結合會改變冰山對光線的吸收係數,使其呈現出綠色。
那麼鐵氧化物從哪來?科學家認為它們來自南極大陸的基岩,冰川的流動和滑動會侵蝕基岩,產生冰川粉。冰川粉會隨著冰川一起移動,一同墜入海水裡,海水凝結會將其融進冰山中。如果實驗證明新理論是正確的,那將意味著綠色冰山不僅是一種奇異的景觀,也是海洋系統重要的一部分。鐵元素是浮游生物的關鍵營養素,而浮游生物是形成海洋食物網基礎的微觀生物。因此,綠色冰山將作為南極大陸礦物質的「搬運工」,當它崩裂入海時,能將來自南極洲大陸的鐵營養素運送到大海中,為海洋生物提供養分。
當然,這還只是一種猜想,綠色冰山的形成之謎仍未完全破解。下一步,科學家將對不同顏色的冰山進行鐵含量和反光特性的採樣,量化鐵氧化物對海冰冰山顏色的貢獻,進一步證實新研究的正確性。
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