一提起南極洲,人們總會聯想到皚皚白雪、堅冰酷寒,或是極晝、極夜、冰蓋……然而令人驚訝的是,科學家們在這個冰封雪裹的世界裏,卻發現了一個水溫高達25℃的熱水湖。
白雪皚皚的南極
這個熱水湖名叫華達湖,位於南極洲威特爾冰穀中央。它是鹹水湖,湖水的含鹽量要比地球各海水的含鹽量高出5~6倍。華達湖的湖底深達66米,湖表麵雖有薄薄的冰層覆蓋,冰層下水溫為0℃,但在水深15~40米之間,水溫卻上升到了77℃左右;而在距湖底60米處,湖水溫度驟升,竟高達25℃。南極洲幹冷世界中,出現了這一十分溫暖的湖泊,給科學界帶來了難解之謎。
圍繞著南極為何會出現熱水湖的問題,科學家們進行了深入地考察,也提出了各種各樣的看法,並對形成原因爭論不休。其中,有2種觀點頗得人們的讚同,一種是太陽輻射說,另一種是地熱活動說。
持太陽輻射說觀點的科學家認為,熱湖是太陽輻射能量的積蓄。南極的夏季日照時間長,湖麵接受的太陽輻射能也較多,從而導致湖麵水溫升高。而湖麵水由於冬季結冰鹽度增高,致使密度變大。因此,即使夏季水溫升高時,表麵水的密度仍然維持較大的數值,從而導致溫暖的表麵水下沉,使底層的水溫變高。
對這一說法,也有人持反對意見。這一觀點認為,南極夏季日照時間長,但天氣終日陰沉,因此到達地麵的太陽輻射其實很弱;況且冰麵又會反射90%以上的輻射能,到達地麵的輻射能就更少了,不可能會使湖麵水溫升得那麼高。再說,暖水下沉後,必然會使整個水層的水溫都升高,而不可能僅使底層的水溫增高。
這樣,太陽輻射說就很難站住腳了,因而地熱說逐漸占了上風。
地熱活動說認為,華達湖距離羅斯海50千米,而羅斯海靠近正處於活動期的墨爾本火山和目前仍在噴發的埃裏伯斯活火山。這表明,這一帶地底岩漿活動比較劇烈,岩漿上湧現象嚴重。而受地熱的影響,湖水的溫度就會出現上冷下熱現象。
這一解釋非常直觀,也容易被人接受。但是,國際南極幹穀鑽探計劃實施後,人們了解到,華達湖所在的賴特幹穀區中並沒有地熱活動,這也徹底否定了地熱活動說。
隨著地熱說的被否定,太陽輻射說重新被人們提起。美國學者威爾遜和日本學者鳥居鐵也就是太陽輻射說的主力派。而且經過多年研究,他們還提出了新的論點,從而獲得了更多人的支持。
他們認為,盡管南極夏季的日照時間特別長,但因為天氣終日陰沉,加上冰麵的強烈反射,地麵接收到的太陽輻射能的確少得可憐。然而,冰是有一定透明度的,對太陽光也有一定的透射率,因此表麵以下的冰層也或多或少地獲得太陽輻射的能量。再加上當地風大,冬季積雪被風吹走。積雪層很薄,多為裸露的岩石,這也使得夏季地麵吸熱增多,氣候較為溫暖。久而久之,表層及以下的冰層溫度就會有所上升,最後達到使之融化的地步。又因為湖水底層鹽度較高,密度較大,底層水就不會升至表層,結果就使高溫的特性保留了下來。同時,表層水冬季有失熱現象,底層水則依靠其上水層的保護,失熱微小,因而底層水溫特高。
近年來,科學家們也觀測到,湖水底層的水溫卻有緩慢升高的趨勢,而且還發現了氯化鈣之類的鹽類溶液,這些鹽類的確可以有效地蓄積太陽熱。這也為這一理論提供了有利的依據。
但是,並非所有的人都支持這種新的觀點。曾經持地熱說的學者認為,上述論點有許多屬於想象成分,還很難找到令人信服的證據,比如十幾米厚的冰層究竟能透過多少陽光?這些透過冰層的陽光使冰層融化並使水溫升達如此高的程度,有什麼具體的科學依據?如果事實真是如此,那麼像華達湖這樣的湖泊就不會隻有一個,應當還有很多,可實際情況又如何呢?因此,持地熱論觀點的人仍然堅持自己的觀點,認為雖然南極幹穀鑽探計劃證明那裏沒有地熱活動,但因鑽孔數有限,深度也不很大,並不能排除仍有地熱活動的可能。
看來,謎團至今還沒有揭開,還有待於科學家們作進一步的探索和研究。