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冰块是白色的?为什么冰川是蓝色的?

徐肖恩
2022-11-19918

在遥远的极地和高山地区,存在着大量的冰川冰,这些冰中有许多就像天空一样是蓝色的,透着一股神秘的气息。同样是冰,为什么我们常见的冰是白色的而冰川冰却是蓝色的呢?

我们在日常生活中所看到的,所接触到的冰都是没有颜色,呈透明状,而在千百年都不会融化的冰川之上,那里的冰块都是以晶莹剔透的淡蓝色为主,有的甚至是呈现出深蓝色的模样。


01/瑞利散射折射出来的蓝色光芒

常年的积雪挤压和雪水形成了密度较高的冰。波长较短的光被反射,所以人们看到的冰川呈透明的蓝颜色。波长较短的蓝光很难穿透冰川冰而最终被散射,看过去就像是蓝色的冰川,这和海水呈现出蔚蓝色的原因是一样的,这中间有一个科学术语,叫做瑞利散射

瑞利散射规律是由英国物理学家瑞利勋爵(Lord Rayleigh)于1900年发现的,因此得名。瑞利散射是一种光学现象,属于散射,又称“分子散射”。


02/蓝色的冰川下却是白色?

其实,冰川最初的颜色是乳白色的,其主要是由冰川冰构成,它是一种具有塑性的、透明的浅蓝色多晶冰体。由粒雪经成冰作用而成,冰川冰在普通情况下结成的冰更加坚硬致密,这就导致了里面的气泡数量很少。有生活经验的人知道,我们所接触的冰块并不怎么坚硬,而且里面有很多气泡。

冰川冰呈现蓝色的原理与天蓝色的原理相同,两者都是光散射效应,只不过冰川冰中的微小气泡代替了大气中的气体分子和小水滴。

03/冰川的原料——粒雪

我们通常所见到的冰都是由液态的水冷却到0℃以下凝结形成的,但冰川冰的形成过程却不同,它的“前世并不是液态的水”,而是固态的雪在极地和高山地区,寒冷的气候使得全年的降水均是固态形式,也就是说,在那里只会下雪而不会下雨。雪花一落到地上就会发生变化,随着外界条件和时间的变化,雪花会变成完全丧失晶体特征的圆球状雪,称之为粒雪,这种雪就是冰川的“原料”

积雪变成粒雪后,随着时间的推移,粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加,大大小小的粒雪相互挤压,紧密地镶嵌在一起,其间的孔隙不断缩小,以致消失,雪层的亮度和透明度逐渐减弱,一些空气也被封闭在里面,这样就形成了冰川冰。


冰川冰最初形成时是乳白色的,经过漫长的岁月,冰川冰变得更加致密坚硬,里面的气泡也逐渐减少,这时由于光的散射,冰川冰中的微小的气泡,波长较长的红橙光由于衍射能力强,都穿透,而蓝光波长较短,被散射,使
冰川冰呈蓝色,这于天与海呈蓝色的原因一样。

简单的来说,因为天空是蓝的,水是清澈的,那么清澈的水倒映出来的影子就是蓝色的,看起来冰就是蓝色的。
冰川,是江河之源,是高山之歌,是视线之外的洁白,是一道不应消逝的风景。自6500万年,冰川诞生以来,青藏高原持续隆升。高原内部及周边的降水量、温度出现显著分异,三种不同类型的冰川开始了各自的生长。

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最震撼的海洋型冰川群,则出现在喜马拉雅山脉东段的南迦巴瓦峰周围,以及念青唐古拉山脉东段。各处发育的冰川不断汇流,造就了一个个充满运动旋律的大型冰川群。

在我们这颗蓝色星球上,冰川水占了淡水的68.7%,冰川的融化影响着全球的大气环流、水循环和气候,给工业、农业生产和人类社会经济、文明带来重要影响。因此,对水和冰开展持续性研究具有极大的现实意义。

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冰块颜色

徐肖恩

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