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持续燃烧48年的“地狱之门” 大力出奇迹的“万花筒组合冰晕” 两河交汇处的“永恒雷暴” 火山喷发出的“蓝色熔岩” 奇异自然现象背后的科学道理究竟是什么？ 光 火瀑布   约塞米蒂国家公园 🕑 每年二月 每年的2月中旬左右 位于美国加州约塞米蒂国家公园的马尾瀑布 都会在落日的余晖中发出橙红色的光芒 人们将这犹如火焰一般的景象称为“火瀑布” 火瀑布的出现其实是一种光学效果 马尾瀑布整个是完全在一个开放的峭壁之上 而且这个开放的峭壁还是又高又平 造就了独特的阳光照射的角度和条件 当太阳光在特定的角度照射到瀑布上时 会给瀑布镀上一层火红色 远处看起来就像是一条“火龙”直冲山下  除了特殊的地理位置，和光照角度 还需要足够融化的雪水 所以也就在2月的某段时间当雪水融化 在日落前的十几分钟才有可能一睹“火瀑布”真容  但在大部分的时间里，“火瀑布”是这个样子的↑↑↑ 暗夜彩虹  坎伯兰瀑布、 维多利亚瀑布等 🕑 满月前后 暗夜彩虹即月光下出现的彩虹 ——月虹（moonbow） 月虹的形成是由于光在穿过水滴时 被折射分解成了不同的色带 从而产生出了可见的五颜六色彩带 月虹通常出现于月亮反方向的天空 如果是在日落后，月亮在东方，月虹就会出现在西方 如果是日出前，月亮在西方，月虹就会出现在东方 无论是彩虹还是月虹，光的来源都是太阳 不同的是，彩虹的光源是由太阳直接照射产生 月虹的光源是由太阳光先照射到了月球 再由月球反射到地球而来 所以月虹的色彩也相应的没有那么明显  月虹的出现需要十分苛刻的条件 首先要保证夜空背景要十分黑暗 另外，月亮位于天空中的角度要低于42° 还有，月亮出现的另一侧要有降雨 因此月虹在瀑布附近比较容易出现  全球最有名的两处月虹景点都是瀑布 一处是位于美国肯塔基州的坎伯兰瀑布 另一处是赞比亚和津巴布韦交界处的维多利亚瀑布 万华镜旋之空  不限 🕑 钻石尘、风吹雪等天气 “万华镜旋之空”这个听起来十分中二的名字 其实是冰晕的一类，但它是冰晕中的极品 专业的来说就是对极少数强度足以产生可观的 特里科尔万华镜式光路的顶级冰晕的加冕 其实可以简单理解为“万花筒版组合冰晕” 下图为2018年2月发生在内蒙古海拉尔的 “万华镜旋之空”中面向太阳的局部景观  《中国国家地理》2018.07 摄影：高飞 由于摄影镜头视角有限 除鱼眼镜头以外的所有镜头都无法拍下全貌 但通过计算机进行模拟 可以再现当时天空中全部景观的复杂与壮观 共出现了多达十七八种冰晕 真——“全天域如群魔乱舞” 《中国国家地理》2018.07 计算机模拟：章佳杰 由于中国的地理条件非常独特 其中北方接近北极圈地带 这样的地理条件为我国带来过多次“万华镜旋之空” 光是近10年间就已记录过5次“万华镜旋之空” 并引起国外气象专家的关注 海 海底瀑布 毛里求斯西南端 🕑 常年 所谓的“海底瀑布”并不是我们认为的 普通的水流形成的瀑布 而是淤泥和沙子不断的往水下海沟沉积 造成的光学幻觉 毛里求斯附近的海域，洋流十分的强盛 强大的洋流会把泥沙推向大陆架的边缘 而在大陆架边缘又存在许多非常深的海沟 当这些泥沙被洋流推向大陆架之后 便会直接流泻到海沟里 灰白色的泥沙与深色的海沟形成了强烈的视觉效果 因此在高空俯瞰便会发现这种类似于瀑布的奇观 近距离拍摄的情况 ↑↑↑ 实际上这根本就称不上瀑布 更像是一副天然的3D画...... 死亡冰柱 南、北极 🕑未知 死亡冰柱（Icicle of death）是指 地球南北极海域发生的一种自然现象 当海面气温过低时，海水就会开始结冰 导致其中的盐分析出 进而冰块周围的海水盐度就会随之增加 这些高盐度的海水，有两个特质：冰点低，密度大 在冰块周围温度降到普通海水的冰点以下时仍不结冰 又因为密度大的原因不断下沉 使下方的海水温度也随之降到冰点以下，从而凝固 这个过程不断向海底延伸，从而形成了死亡冰柱 由于冰柱的冷能主要来自海面的低温 因此，海面回暖后，冰柱也逐渐融化至消失 巨大的冰柱不仅会冻死部分海底生物 也会威胁到正常潜水航行的潜水器 尤其是在布雷区，水雷接触到冰柱会引起爆炸 一些科学家团队认为 地球上最早的生命可能出现在南北两极海域 而生命起源是来自海底下的死亡冰柱 他们指出，死亡冰柱的海底钟乳石的形成过程 为地球早期生命体提供了必需的条件和繁衍的环境 但此说法还有待考证 荧光海滩 马尔代夫、 波多黎各、大连等 🕑日落两个小时后 专业的来讲“荧光海滩”指的是 生物荧光海湾（Bioluminescent Bay） 实际上是一种生物发光现象 所谓的生物发光现象即生物通过体内的一定化学反应 将化学能转化为光能进而释放的过程 “荧光海滩”的主要发光生物是一种 非常原始的单细胞藻类——甲藻类 而甲藻中最为著名的发光者 可以算是夜光虫（Noctiluca scintillans） 当它周围海水被搅动时 它就会由于刺激而发出蓝光 当然除了夜光虫，甲藻类中的 “梨甲藻”和“舌甲藻类”也能形成荧光现象 波多黎各的“蚊子湾”就是“梨甲藻”发光形成的 美国的加利福尼亚海滩以及马尔代夫的“荧光海滩” 则大多是舌甲藻类发光形成的 不过，这些发光生物虽然没有毒素 但可能与海中其他生物争抢氧气 这对海洋渔业会造成一定的影响 电 永恒雷暴 委内瑞拉卡塔通博河 🕑 每年10月，当地雨季 委内瑞拉卡塔通博河注入马拉开波湖处 几乎每晚都会出现闪电，被称为“永恒雷暴” 这里每年差不多有240个夜晚都会有闪电发生 约有140至160个晚上会发生雷暴 每次雷暴的时间都能持续约10小时左右 甚至被当地人视为天然灯塔 对于这种现象很多科学家给出了各种可能 目前比较可靠的猜测有两种： 云与沼气的碰撞 从安第斯山脉飘过来的云 由于相互冲撞而产生了暴风雨和闪电 此外，马拉开波湖沼泽区中有许多有机物质 这些有机物产生了大量沼气（甲烷） 沼气上升到云层后，就会产生放电现象 气候和地形共同加持 委内瑞拉属于热带雨林气候 为雷雨云的孕育提供了基础条件 而且马拉开波湖三面环山，中间是盆地 这样的地形条件十分有利于雷雨云的形成 在雷雨云中，暖湿空气与冷空气碰撞在一起 便会产生大量静电荷 因此出现了雷电交加的暴风天气 火山闪电 日本、印度尼西亚等 🕑 无法预知 火山闪电并非闪电击中火山 而是火山喷发带来的壮观放电景象 其实，早在公元79年意大利的维苏威火山猛烈喷发时 就曾有幸存者描述过当时火山闪电的情形： “在我们身后是令人恐惧的乌云 被纠缠翻滚的闪电撕裂，显露出巨大的火焰形象” 关于“火山闪电”（volcanic lightning）的成因 科学家们还没有定论，但可靠的猜测有两种 “湿”机制 气象学家认为成因和雷暴云相似 在火山烟流中，火山灰、岩石碎片和冰晶等 通过摩擦碰撞，产生电荷，并在重力的作用下分开 由于有水参与其中，这种机制被划分为“湿”机制 “干”机制 地质学家们认为火山烟流中的电荷 可能是来源于岩石的破碎、火山灰颗粒的摩擦、 或者是由岩浆与火山口的摩擦 由于没有冷凝水参与，因此被称为“干”机制 最新的观测研究结果显示 “湿”机制和“干”机制可能共同参与了火山闪电的形成 火 蓝色熔岩 卡瓦伊真火山 🕑 凌晨两点至四点 印度尼西亚爪哇岛的东部有一处复式火山口 卡瓦伊真(Kawah Ijen)火山，与其他火山不同的是 这个火山口流出来岩浆不是红色，而是蓝色 之所以会形成这样的蓝色熔岩是因为 卡瓦伊真火山的火山口处有一个酸性火山湖 湖水在火山口经过灼烧形成硫磺 当火山内的气体混合着硫磺喷出 与空气接触后就会被点燃 燃烧的气体有的会凝结成液态 并继续燃烧着留下山坡 所以这些耀着魔幻光芒的蓝色熔浆 其实是含硫岩浆在燃烧 火山蓝色熔岩 含硫物质燃烧 这样一对比的话 是不是就更一目了然了？ 地狱之门 土库曼斯坦 🕑 常年 1971年，一支前苏联物探队来到土库曼斯坦 他们认定“地狱之门”所在的地方蕴藏大量的气田 当他们在地表浅层发现天然气准备大干一场时 由于钻探设备的崩塌，地面突然陷落 形成了一个直径69米，深30多米的坑..... 要说这个坑，真是有点坑 因为它在不断地向外冒着天然气 当时的物探人员认为把气体燃烧掉是最好的办法 他们估计气体会在一星期内燃烧殆尽 但最后烧到了现在 至今也没有要熄灭的念头 经过土库曼斯坦政府的估算 这些年燃烧的天然气 加起来价值都超过了500亿美元 当地政府也是痛心疾首 时刻都在想办法扑灭这个大坑里的火 奇异的自然现象总是令人们惊叹 但当下次周围的朋友向你说起这些神秘的现象时 就会发生一件更加令人惊叹的事情 那就是，看过今天的文章后 你竟然都知道这背后的科学原理 那时，你只需甩出一个深藏功与名的微笑就可以了~ 参考文献： 《中国国家地理》 中国冰晕 它装点了最奇幻的天空 作者：计云 |
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