“死亡冰指”

许多人可能看到过这样的影像：海水中，一根冰柱持续向下生长，触底后将海底冻结，而海底的冰面会持续向周围蔓延，那些没来得及逃脱的海星和海胆因此死亡。实际上，这并不是电脑做的影视特效，而是会在南极洲海域上演的真实情景，它被称为“死亡冰指”。

数千万年来，南极洲海域的冰层之下都有一个相对稳定的环境，但这种稳定随时可能会被“死亡冰指”打破。科学家从20世纪60年代起，就已经知道“死亡冰指”的存在，但是直到2011年才首次拍摄到它，并开始真正了解它形成的过程。

冰指的英文单词是“brinicle”，它是由“brine”（盐水）和“icicle”（冰柱）组成，其实这两个单词就已经体现出它的成因了。

通常淡水结的冰是晶莹剔透的，非常结实，内部没有太多气泡。但海水结出的冰看起来却一点都不透明，内部是多孔状的，就像海绵一样。这是因为海水结冰的时候，溶解的盐分和其他杂质会从冰晶格中析出，在冰块内部留下许多缝隙。当南半球的冬季来临，南极洲的海水就开始结冰，越来越多的盐分被析出并渗透到周围的海水中，导致周围的海水盐度和密度增加。海水的冰点（水结冰的温度）又与盐度息息相关——盐度越高，结冰所需的温度就越低。所以当南极洲的海水结冰并导致周围海水盐度增加时，就会让这些高盐度海水出现过冷却不结冰的情况，通常的说法叫做“过冷盐水”。

由于过冷盐水比下方海水的密度更高，所以会下沉。如果它的温度足够低，当它下沉并与周围的海水接触时，周围的海水就会被吸引，并且结冰，这就是“死亡冰指”形成的原因。

不过，形成一个稳定且持续下沉的“死亡冰指”并不容易，需要满足许多条件。

首先就是海水环境必须要相对平静。“死亡冰指”其实是冰管，内部并没有结冰，但充满了过冷盐水，所以它的结构并不稳定，如果海水在流动，盐分很快就会溶解到周围，而且冰也很难稳定地积累起来。除此之外，“死亡冰指”表面的冰还要足够厚，这样才能够自我维持“生长”状态——不停析出盐分和过冷盐水，并不断下沉，让周围海水继续结冰。

如果一切条件允许的话，“死亡冰指”将会持续向下生长，每天生长数米，在海水不是很深的地方，它就会接触海底，并让海底结冰。

“死亡冰指”现象虽然比较罕见，然而一旦发生，就会威胁到海洋生物的生命和人类船只的航行。但我们也不必太过担心，因为当海洋温度上升时，“死亡冰指”就会逐渐融化，海洋又会恢复平静。

（作者怪罗先生为科普类公众号“怪罗”的主要编辑）

（编辑 朱杭琪）