书城童书青少年应该知道的冰
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第10章 冰对人类的贡献

说到冰灾,冰似乎已是让人望而生畏的东西,其实也不尽然,冰在我们生活中大多数时候扮演的还是正面的角色。有这样一个谜语:“天暖不见面,天寒就出现,看看像镜子,照人人不见。”当然,这个谜语的谜底就是这本书的主角—冰。冰是冬天特有的一道风景,也是大自然素洁淡雅的一面。如果没有冰的存在,我们的生活不知道要单调多少。不仅如此,人类对于冰的利用也由来已久,下面就让我们一起来了解一下冰对人类的贡献吧。

1.远古智慧—冰的利用历史

可以说,人类对于冰的利用一直给予着极大的兴趣和关注。就世界范围而言,古代的埃及、希腊和罗马人比较早,而美洲新大陆也曾记载有冬季藏冰以待夏季应用的历史。另外,我国的《诗经》里也有“凿冰冲冰”、“纳于凌阴”的诗句,由此可以推断,这时对于冰的利用,已经深入到人们的生活中了。而且,更有意思的是,古时还设有专门管冰的官员,看来在古代,人类对于冰就已经相当重视了。

我国沿海渔民们,很早之前就懂得用天然冰来冷藏鲜鱼等物品。人们还可以利用河水结冰,直接从冰上过河。

当然,要说最懂得用冰之道的,当属生活在北极圈一带的爱斯基摩人。也许你不相信,他们居住的雪屋是用冰块垒成的。聪明的爱斯基摩人先将一些苔藓植物埋入雪中,使它们冻成冰块。这种奇特的建筑材料的好处就是:强度大、保温性能好,而且即使气温回升,冰块也不容易融化。另外,狗拉雪橇的场景也许你经常在电视电影中看到,而这在爱斯基摩人的生活中是不足为奇的,他们常常利用狗拉雪橇作为交通和运输工具,在冰上自由驰骋。

阅读了以上内容,也许你对冰的利用充满了兴趣,其实关于冰的利用的故事还很多。最有趣的故事发生在一百多年前。一支南极探险队人员,因为丢失火种,面临寒冷和饥饿的绝境。当时是一位聪明的探险队员灵机一动,他把一个冰块磨成了一块凸透镜,然后通过凸透镜的聚焦特性点燃了引火物,从而使得这一次对冰的利用拯救了整个探险队,真可谓是冰让他们得以绝处逢生啊!

2.威力四射—冰用于战争

冰也曾应用于军事领域。我们知道,当气温降到——30℃的时候,冰就会变得异常坚硬。所以在血与火的战争中,冰又出乎人们预料地展示了它性格的另一面。据相关资料记载,在芬兰和俄国的多次战争中,双方都曾用冰块作为阻挡炮火的材料,在这里,冰和沙袋、钢板一样,起着相同的作用。在这里人们就是利用它的坚固性,当然这也和战场的气候是分不开的。

在现代化战争中也不乏将冰用于战争的故事。当然故事依然发生在严寒地区。二战期间,在进攻列宁格勒时,德军切断了所有通往城市的公路和铁路。整个城市几乎成了一个孤岛,被周围的海水和河水围困了起来。德军很是得意,他们以为这样就可以困死苏军。没过多久,奇迹发生了,列宁格勒周围的河面结冰了,被困的苏军毫不费力地在冰层上筑起了高速道路。在冰的帮助下,通过这条高速公路向城市的守卫者源源不断地送去了食物、药品和弹药。德军见此情景火冒三丈,对这条冰上高速道路恨之入骨,所以决心要炸断它。这次,德军又失败了,他们发出的炸弹落在冰上,只留下了斑斑白点和浅浅凹痕。在这次战争中,坚固的冰层有效地保障了运输,让苏军反败为胜,并最终赢得了这场战争的胜利。

也许你会很疑惑,小小的一层冰为什么会创造这种奇迹呢?事实上,冰是很结实的固体,只要当时的温度够低,冰层够厚的话,冰的拉力强度为每平方厘米12?15千克,压力强度为每平方厘米35?45千克。

一般说来,当河流结冰厚5厘米的时候行人走上去就是安全的。当结冰的厚度达到20厘米,那么此时的冰就是天然的运动场。当结冰厚达50厘米的时候,汽车就能畅通无险。我们可以这样来形容,如果当一块冰的厚度达到50厘米的时候,那么,它就可以称得上与钢铁、混凝土一样坚固了,因而,此时的冰可以抵挡重型炸弹的轰击。

鉴于冰的这种特性,在第二次世界大战期间,英美两国科学家曾打算建造世界上第一艘冰船,并计划运用到战争中去。事情是这样的:当时,盟军的许多供应给养船只被德国的舰艇和飞机击沉了,英国的给养面临着严重的危机,所以他们急切的盼望有一种既不会被鱼雷击中、也不会被飞机炸毁的运输舰船,来运输军需用品。

而科学家们这时发现,把木屑掺入水中,然后将这种混合物冻成冰,这种冰就如同水泥加上了钢筋,有着惊人的强度,并且这种冰还不易融化。据专家测定,0.3厘米厚的冰能经得住普通手枪和左轮枪的射击,只要保持在0℃以下,冰舰就能以每小时8.5千米的速度在海上航行。这种冰舰的最大优点是,舰体被炮火损伤后还能被灌水器的水填平,瞬间又结成坚固的冰,不留一丝损伤的痕迹。

据记载,这艘军舰建成后于1943年夏天在水中游弋两个多月,即使当水温达到15.5℃也没有融化。这让盟军很是振奋,在试航成功后,立即命令一家冰冻厂建造一艘大型冰舰。这艘大型冰舰长609米,舰壁厚2米,总重170万吨。利用这艘冰舰一次就可以运载200架小型飞机和100架大型飞机。如此一个庞然大物,俨然就是一座冰岛,即使是15.2米高的浪头也奈何它不得,更别说德军的海、空袭击了。不过,当冰舰正在绝密中加速建造之时,二战就结束了,所以,这个庞然大物也没有派上用场。据说,后来美国空军还在北冰洋上使用天然冰建造过航空母舰,只是从不曾对外透露过,所以具体情况人们也就不得而知了。

3.多才多艺—冰的其他功用

你相信吗?冰还可以用来发电呢!据科学家们发现,水在冻结成冰之后,能在冰和水的界间产生一个电位差。而让冰发电,也正是利用了冰的这一特性。据专家测定,普通水凝结成冰时,可产生50伏特的电位差;含氮的水结冰的时候,可以产生150伏特电位差;而含食盐的水结冰的时候,电位差甚至高达230伏特。由此看来,利用水结冰发电是很有前景,大有可为的。也许不远的将来,在寒冷地区的冬天,人们用电的问题可以由水结冰发的电来解决。不过目前,冰发电还处在试验阶段。

冰还可以使海水淡化,这是怎么回事呢?原来,经科学家们研究发现,水在结冰的时候可以形成一种完全没有盐的冰结晶,所以利用冰的这一特性,可以使海水淡化,供人们使用,以弥补淡水的短缺。例如淡水资源相当缺乏的国家科威特就曾经从遥远的南极拖运冰山回国,以缓解当地的用水问题,在这里他们运用的就是这个原理。

此外,冰还是人类研究地球历史的好素材。因为在极寒地区,冰层是常年不化的,尤其在南北极,那里的冰层平均年龄也在5000年以上。近年来,美国和加拿大的科学考察队,通过钻探极地冰层和研究冰层年轮,已写出了发生在地球上和海洋中的1万年前的气象史,其中甚至具体到哪年发生了地震,哪年火山爆发,什么时候气候反常都有记载。通过研究冰这个远古“化石”,人类了解了没有文字记载的那一段历史,从而填补了人类发展史鲜为人知的那一段空白。

总而言之,冰对人类的恩赐是取之不尽用之不竭的,冰对人类的贡献也是无穷无尽的。

知识小百科

冰川融化的危机

1980年以来,由于人类滥用煤炭、石油等燃料引起的全球气候变暖问题,世界冰川的平均厚度减少了约11.5米。有数据显示,仅在2006年一年,世界冰川的平均厚度就减少了1.5米,而2005年该数字仅为0.5米。联合国环境规划署指出,有人来监测以来,正是冰川消融速度最快的时期。

冰川是重要的淡水资源之一。世界上数十亿人口饮用冰川融水、依靠冰川水灌溉、发电,因此冰川过度消融会给这些人口带来淡水危机。甚至在水资源稀缺的地区会酿成争水冲突。

专家指出,相比较而言,欧洲山区冰川损失是最严重的,其中包括阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉和北欧山区。

联合国环境规划署负责人说,冰川消融也是全球气候变暖的一项最重要的指标。

对此,联合国环境规划署敦促各成员国要确实履行《京都议定书》规定的减排国际框架条约,以应对全球气候变暖问题。