持續(xù)燃燒48年的“地獄之門”

大力出奇跡的“萬花筒組合冰暈”

兩河交匯處的“永恒雷暴”

火山噴發(fā)出的“藍色熔巖”

奇異自然現(xiàn)象背后的科學道理究竟是什么？

光火瀑布

約塞米蒂國家公園

???? 每年二月

每年的2月中旬左右

位于美國加州約塞米蒂國家公園的馬尾瀑布

都會在落日的余暉中發(fā)出橙紅色的光芒

人們將這猶如火焰一般的景象稱為“火瀑布”

火瀑布的出現(xiàn)其實是一種光學效果

馬尾瀑布整個是完全在一個開放的峭壁之上

而且這個開放的峭壁還是又高又平

造就了獨特的陽光照射的角度和條件

當太陽光在特定的角度照射到瀑布上時

會給瀑布鍍上一層火紅色

遠處看起來就像是一條“火龍”直沖山下

除了特殊的地理位置，和光照角度

還需要足夠融化的雪水

所以也就在2月的某段時間當雪水融化

在日落前的十幾分鐘才有可能一睹“火瀑布”真容

但在大部分的時間里，“火瀑布”是這個樣子的↑↑↑

暗夜彩虹

坎伯蘭瀑布、

維多利亞瀑布等

???? 滿月前后

暗夜彩虹即月光下出現(xiàn)的彩虹

——月虹（moonbow）

月虹的形成是由于光在穿過水滴時

被折射分解成了不同的色帶

從而產(chǎn)生出了可見的五顏六色彩帶

月虹通常出現(xiàn)于月亮反方向的天空

如果是在日落后，月亮在東方，月虹就會出現(xiàn)在西方

如果是日出前，月亮在西方，月虹就會出現(xiàn)在東方

無論是彩虹還是月虹，光的來源都是太陽

不同的是，彩虹的光源是由太陽直接照射產(chǎn)生

月虹的光源是由太陽光先照射到了月球

再由月球反射到地球而來

所以月虹的色彩也相應的沒有那么明顯

月虹的出現(xiàn)需要十分苛刻的條件

首先要保證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°

還有，月亮出現(xiàn)的另一側(cè)要有降雨

因此月虹在瀑布附近比較容易出現(xiàn)

全球最有名的兩處月虹景點都是瀑布

一處是位于美國肯塔基州的坎伯蘭瀑布

另一處是贊比亞和津巴布韋交界處的維多利亞瀑布

萬華鏡旋之空

不限

???? 鉆石塵、風吹雪等天氣

“萬華鏡旋之空”這個聽起來十分中二的名字

其實是冰暈的一類，但它是冰暈中的極品

專業(yè)的來說就是對極少數(shù)強度足以產(chǎn)生可觀的 

特里科爾萬華鏡式光路的頂級冰暈的加冕

其實可以簡單理解為“萬花筒版組合冰暈”

下圖為2018年2月發(fā)生在海拉爾的

“萬華鏡旋之空”中面向太陽的局部景觀

《中國國家地理》2018.07 攝影：高飛

由于攝影鏡頭視角有限

除魚眼鏡頭以外的所有鏡頭都無法拍下全貌

但通過計算機進行模擬

可以再現(xiàn)當時天空中全部景觀的復雜與壯觀

共出現(xiàn)了多達十七八種冰暈

真——“全天域如群魔亂舞”

《中國國家地理》2018.07 計算機模擬：章佳杰

由于中國的地理條件非常獨特

其中北方接近北極圈地帶

這樣的地理條件為我國帶來過多次“萬華鏡旋之空”

光是近10年間就已記錄過5次“萬華鏡旋之空”

并引起國外氣象專家的關注

海

海底瀑布

毛里求斯西南端

???? 常年

所謂的“海底瀑布”并不是我們認為的

普通的水流形成的瀑布

而是淤泥和沙子不斷的往水下海溝沉積

造成的光學幻覺

毛里求斯附近的海域，洋流十分的強盛

強大的洋流會把泥沙推向大陸架的邊緣

而在大陸架邊緣又存在許多非常深的海溝

當這些泥沙被洋流推向大陸架之后

便會直接流瀉到海溝里

灰白色的泥沙與深色的海溝形成了強烈的視覺效果

因此在高空俯瞰便會發(fā)現(xiàn)這種類似于瀑布的奇觀

近距離拍攝的情況 ↑↑↑

實際上這根本就稱不上瀑布

      更像是一副天然的3D畫......

死亡冰柱

南、北極

????未知

死亡冰柱（Icicle of death）是指

地球南北極海域發(fā)生的一種自然現(xiàn)象

當海面氣溫過低時，海水就會開始結(jié)冰

導致其中的鹽分析出

進而冰塊周圍的海水鹽度就會隨之增加

這些高鹽度的海水，有兩個特質(zhì)：冰點低，密度大

在冰塊周圍溫度降到普通海水的冰點以下時仍不結(jié)冰

又因為密度大的原因不斷下沉

使下方的海水溫度也隨之降到冰點以下，從而凝固

這個過程不斷向海底延伸，從而形成了死亡冰柱

由于冰柱的冷能主要來自海面的低溫

因此，海面回暖后，冰柱也逐漸融化至消失

巨大的冰柱不僅會凍死部分海底生物

也會威脅到正常潛水航行的潛水器

尤其是在布雷區(qū)，水雷接觸到冰柱會引起爆炸

一些科學家團隊認為

地球上最早的生命可能出現(xiàn)在南北兩極海域

而生命起源是來自海底下的死亡冰柱

他們指出，死亡冰柱的海底鐘乳石的形成過程

為地球早期生命體提供了必需的條件和繁衍的環(huán)境

但此說法還有待考證

熒光海灘

馬爾代夫、

波多黎各、大連等

????日落兩個小時后

專業(yè)的來講“熒光海灘”指的是

生物熒光海灣（Bioluminescent Bay）

實際上是一種生物發(fā)光現(xiàn)象

所謂的生物發(fā)光現(xiàn)象即生物通過體內(nèi)的一定化學反應

將化學能轉(zhuǎn)化為光能進而釋放的過程

“熒光海灘”的主要發(fā)光生物是一種

非常原始的單細胞藻類——甲藻類

而甲藻中最為著名的發(fā)光者

       可以算是夜光蟲（Noctiluca scintillans）

當它周圍海水被攪動時

它就會由于刺激而發(fā)出藍光

當然除了夜光蟲，甲藻類中的

“梨甲藻”和“舌甲藻類”也能形成熒光現(xiàn)象 

波多黎各的“蚊子灣”就是“梨甲藻”發(fā)光形成的

美國的加利福尼亞海灘以及馬爾代夫的“熒光海灘”

則大多是舌甲藻類發(fā)光形成的

不過，這些發(fā)光生物雖然沒有毒素

但可能與海中其他生物爭搶氧氣

這對海洋漁業(yè)會造成一定的影響

電

永恒雷暴

委內(nèi)瑞拉卡塔通博河

???? 每年10月，當?shù)赜昙?/p>

委內(nèi)瑞拉卡塔通博河注入馬拉開波湖處

幾乎每晚都會出現(xiàn)閃電，被稱為“永恒雷暴”

這里每年差不多有240個夜晚都會有閃電發(fā)生

約有140至160個晚上會發(fā)生雷暴

每次雷暴的時間都能持續(xù)約10小時左右

甚至被當?shù)厝艘暈樘烊粺羲?/p>

對于這種現(xiàn)象很多科學家給出了各種可能

目前比較可靠的猜測有兩種：

云與沼氣的碰撞

從安第斯山脈飄過來的云

由于相互沖撞而產(chǎn)生了暴風雨和閃電

此外，馬拉開波湖沼澤區(qū)中有許多有機物質(zhì)

這些有機物產(chǎn)生了大量沼氣（甲烷）

沼氣上升到云層后，就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象

氣候和地形共同加持

委內(nèi)瑞拉屬于熱帶雨林氣候

為雷雨云的孕育提供了基礎條件

而且馬拉開波湖三面環(huán)山，中間是盆地

這樣的地形條件十分有利于雷雨云的形成

在雷雨云中，暖濕空氣與冷空氣碰撞在一起

便會產(chǎn)生大量靜電荷

因此出現(xiàn)了雷電交加的暴風天氣

火山閃電

日本、印度尼西亞等

???? 無法預知

火山閃電并非閃電擊中火山

而是火山噴發(fā)帶來的壯觀放電景象

其實，早在公元79年意大利的維蘇威火山猛烈噴發(fā)時

就曾有幸存者描述過當時火山閃電的情形：

“在我們身后是令人恐懼的烏云

被糾纏翻滾的閃電撕裂，顯露出巨大的火焰形象”

關于“火山閃電”（volcanic lightning）的成因

科學家們還沒有定論，但可靠的猜測有兩種

“濕”機制

氣象學家認為成因和雷暴云相似

在火山煙流中，火山灰、巖石碎片和冰晶等

通過摩擦碰撞，產(chǎn)生電荷，并在重力的作用下分開

由于有水參與其中，這種機制被劃分為“濕”機制

“干”機制

地質(zhì)學家們認為火山煙流中的電荷

可能是來源于巖石的破碎、火山灰顆粒的摩擦、

或者是由巖漿與火山口的摩擦

由于沒有冷凝水參與，因此被稱為“干”機制

最新的觀測研究結(jié)果顯示

“濕”機制和“干”機制可能共同參與了火山閃電的形成

火

藍色熔巖

卡瓦伊真火山

???? 凌晨兩點至四點

印度尼西亞爪哇島的東部有一處復式火山口

卡瓦伊真(Kawah Ijen)火山，與其他火山不同的是

這個火山口流出來巖漿不是紅色，而是藍色

之所以會形成這樣的藍色熔巖是因為

卡瓦伊真火山的火山口處有一個酸性火山湖

湖水在火山口經(jīng)過灼燒形成硫磺

當火山內(nèi)的氣體混合著硫磺噴出

與空氣接觸后就會被點燃

燃燒的氣體有的會凝結(jié)成液態(tài)

并繼續(xù)燃燒著留下山坡

所以這些耀著魔幻光芒的藍色熔漿

其實是含硫巖漿在燃燒

火山藍色熔巖                                   含硫物質(zhì)燃燒

這樣一對比的話

  是不是就更一目了然了？

地獄之門

土庫曼斯坦

???? 常年

1971年，一支前蘇聯(lián)物探隊來到土庫曼斯坦

他們認定“地獄之門”所在的地方蘊藏大量的氣田

當他們在地表淺層發(fā)現(xiàn)天然氣準備大干一場時

由于鉆探設備的崩塌，地面突然陷落

形成了一個直徑69米，深30多米的坑.....

要說這個坑，真是有點坑

因為它在不斷地向外冒著天然氣

當時的物探人員認為把氣體燃燒掉是最好的辦法

他們估計氣體會在一星期內(nèi)燃燒殆盡

但最后燒到了現(xiàn)在

至今也沒有要熄滅的念頭

經(jīng)過土庫曼斯坦政府的估算

這些年燃燒的天然氣

加起來價值都超過了500億美元

當?shù)卣彩峭葱募彩?/p>

時刻都在想辦法撲滅這個大坑里的火

來源：中國國家地理