南極洲是世界上最冷的地區,素有“白色大陸”之稱。可是,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很高的熱水湖——範達湖。這個湖最深處66米,水溫高達25℃,鹽類含量為海水的6倍多,氯化鈣的含量高得嚇人,是海水的18倍。南極幹冷世界中出現的這一十分溫暖的湖泊給科學界帶來了難解之謎。
日本、美國、英國、新西蘭等國的南極考察隊從各個不同角度對這一疑謎加以解釋,爭論不休。其中有兩種學說頗為盛行,一種是“太陽輻射說”,一種是“地熱說”。
太陽輻射說認為,熱湖來自太陽輻射的積蓄。夏天,當強烈的太陽直射湖麵,太陽光中的短波光線透過冰層和湖水,把湖底、湖壁烘暖了,剩餘的輻射幾乎都被底層鹹水所吸收、蓄積,湖麵的冰層也產生一種“溫室效應”,阻止了湖內熱量的散發。而氯化鈣這類的鹽類濃溶液能有效地蓄積太陽熱,南極熱水湖恰恰就是這種鹽類蓄熱的巨大的天然裝置。但持反對意見者認為,南極夏季日照時間雖然長,但陰天非常多,實際到達地麵的輻射能很少,再說冰麵又反射了90%以上的輻射能。在這種情況下,不可能使表麵水溫升得很高。另外,暖水下沉後,必然使整個水層的水溫升高,而不可能僅僅使底層的水溫增高。
地熱活動說認為,範達湖距羅斯海50千米,而羅斯海附近有活動的默爾本火山和正在噴發的埃裏件斯活火山,表明這一帶地底岩漿活動是非常劇烈的,岩漿上湧現象很嚴重,受地熱的影響,湖水的溫度就會出現上冷下熱現象。這種解釋似乎很有道理,可是,國際南極鑽探計劃實施以後,科學家們發現範達湖所在的賴特幹侶區中並沒有地熱活動,這一學說也就宣告失敗了。
這樣一來,太陽輻射說就比較權威了。這一學說的主力派的代表——美國學者威爾遜和日本學者烏居鐵經過多年的研究,提出了新的論點。他們指出,雖然南極陰天多,地麵收到的太陽輻射能很少,但是冰是有一定透明度的,對太陽光有一定的透射率。這樣,表麵以下的冰層也或多或少會獲得太陽輻射的能量。加上這個地區風特別大,冬天的積雪被風吹走,積雪層很薄,多為裸露的岩石,使得夏天地麵吸收的熱量增多,氣候較為溫暖。日積月累,表層及以下冰層的溫度便有所上升,最後到了融化的程度。由於底層鹽度較高,密度較大,底層水不會升至表層,結果,就使高溫的特性保留下來。同時,表層水冬天有失熱現象,底層水則依靠上麵水層的保護,失熱微小,因而底層水溫特別高。近來,人們觀測到底層水溫有緩慢升高的趨勢,為這一理論提供了有說服力的依據。
持地熱說者雖然沒有占住腳,但也不同意威爾遜和烏居鐵的說法,認為上述說法有許多想像成分。例如,幾十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到這樣高的程度,有什麼科學依據?如果事實真的像威爾遜、烏居鐵所說的那樣,那麼,類似範達湖這樣的湖泊就會有很多,可實際情況並非如此。持地熱說者並不甘心自己的失敗,他們正在尋求新的論據。看來,爭論仍在繼續,南極熱水湖疑謎還有待揭開。