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因为冷，冰湖都被冻出圈了！

2021-01-12 18:27

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创万物把科学带回家

撰文沈梦溪

最近寒潮凶猛，基本上全国各地都面临大降温，北京更是直达20年来的最低温，所有的户外水体都结了一层厚厚的冰。前几天，有人给我们编辑部发了这样的景观↓

北京疑似冰圈拍摄地点：北京为蓝自然营地鹭湖图/张惊雷

我们一看，这怎么这么像冰圈（ice circle）呢？正好，借着这个讲“冰圈”的机会，跟大家一起盘点一下自然界中各种物体的出圈方法。

冰圈

“冰圈”可能是一个大家比较陌生的概念，其实就是指那些河流、湖泊的水面上圆形的冰块。在比较早期的图书或杂志上，人们一度把这种景观跟未解之谜联系起来，还有人煞有介事地讨论，这些正圆形的冰圈是不是可能是由人类做恶作剧切割出来的，或者直接就是超自然现象，但是其实这就是一种自然形成的景观。只不过比较罕见，所以一旦形成就会导致人们的好奇。

各种冰圈图/wikipedia

冰圈在高纬度的寒冷地区见得比较多，大多发生在北极圈的区域内，所以目前国外报道的比较多。不过国内也不是没见过，比如在沈阳就曾经出现过：

沈阳出现的冰圈一度引起大家围观图/央视新闻

冰圈的大小和形态都不一样，有些个头很小，而且一个个孤立地漂浮在水面上，有些个头很大，还有一些就如北京郊区出现的，出现在冰层中。

从一百多年前第一次有人记录到冰圈以来，冰圈现象一度困扰人们很久，不过到了现在我们已经搞清楚冰圈的形成过程了。其实说起来很简单：

形成冰圈首先需要有流动的水体，比如河流的河道，在这些河道中，当温度降低，河面结冰，冰层下方的水流依旧在流动。一旦这里的冰层发生大面积破裂，在水流的带动下，破裂开的冰层就会发生旋转，旋转过程中破裂开的冰块不断与周围的冰层发生碰撞和摩擦，这时候这些破裂的冰块的棱角就会被不断破坏，最终形成没有棱角的圆形。

冰圈的形成是由于水推动冰块旋转，冰块与它冰产生摩擦，磨圆形成的图/imgur

不过以上只是简化的理论，在现实中要形成冰圈，其条件还是比较苛刻的，并不是所有的河面上冰层破裂都会形成冰圈。其中最主要的是水流的方向，在平直的河道中，水流基本上只是沿着一个方向流动，很难带着冰块发生旋转。一般需要在河流拐弯处，或者是河道变窄、变宽，又或者是入湖口、入海口，在这些地方，水流并不会完全按照直线走，而是会发生流向上的改变，在这里才有可能带动冰块旋转。

国外冰圈，出现在河流宽窄变化处图/NBC News

沈阳冰圈，也出现在河流宽窄变化处图/China Daily

所以如果我们要寻找冰圈，一般就是去上文所提到的地方，在这里出现冰圈的概率最大。

回到文章开头北京疑似冰圈的形成原因上来，根据供图者的描述，这是由于这个湖泊今年处于十年来的低水位，冰封期至今水位继续下降了约10cm，冰面沉降，造成湖心位置的冰面产生裂缝，湖水涌出一小部分，积存于裂缝周边，形成几个圆形水洼，短时间再次冰冻留下的痕迹，而且湖泊与周围的河流并无联动，所以可能不是冰圈。

不过，小编对此存疑，冰层破裂的时候倒是有可能形成圆形冰块，但是连续破裂成多个圆形就太巧合了，考虑到冰圈形成只需要持续性的缓慢水流让冰块旋转起来，而此地的地形又正好与河流相连，是不是可能存在极为微弱但是正好能够让冰块转动起来的水流呢？

冰圈所在的湖泊是与河流连通的图/谷歌地图

连续两个冰圈图/张惊雷

但是因为小编并未在现场，所以也只能提出它是冰圈的可能性，大家自由讨论吧！

蘑菇圈

除了这种冰圈之外，另外一种自然界出现的圈圈就是蘑菇圈了。在春夏季节，下了雨后的树林间、草原上，如果去采蘑菇的话，就会经常见到蘑菇长这样：一种或者是几种不同的蘑菇长成一个圈。

草地上不那么圆的蘑菇圈图/Flickr

家门口的蘑菇圈图/Wikipedia

这种长成一个圈圈的蘑菇也曾经让人们百思不得其解，中世纪的欧洲人认为蘑菇圈的出现是因为仙女在此处跳舞导致，所以我们在玩有些游戏，比如《英雄无敌》的时候，在这些游戏中见到仙女的地方就能看到蘑菇圈。

神话中在蘑菇上跳舞的仙女们图/flickr

来找找，蘑菇圈在哪里？图/《英雄无敌》游戏截图

不过蘑菇圈其实也是自然现象。蘑菇的结构，分为地下的菌丝体和地上的子实体两部分，我们吃的蘑菇的伞状结构，就是蘑菇的子实体，它的功能只有一个：产生孢子，进行繁殖。地下的菌丝体才是蘑菇的最主要部分，它们主要起到吸收、储存、运输和代谢营养物质的功能。

当一个蘑菇孢子飘飘荡荡到达一片新的土地，它会迅速在地下开始生长。在生长过程中，这些菌丝体会沿着所有方向均匀生长——也就是说，它们在地下的形态类似一个圆盘。

平菇子实体呈圆形向四周生长图/wikimedia

在生长的过程中，一部分的菌丝体为了繁殖，会在地表形成子实体，这也就是我们看到的蘑菇。在最初的时候，菌丝体很小，所以可能蘑菇只有一个，逐渐地，菌丝体越来越大，它们呈放射状扩散到周边，这时候当它们再长出子实体的时候，就会长成一个小圈圈。

蘑菇菌丝体在地下的生长方式图/Australian National Botanic Gardens

随着时间的流逝，菌丝体越来越大，在中心部位的菌丝相继老化死亡，而且中心部位的土壤中的营养物质也因为菌丝体的扩张而消耗殆尽，于是在菌丝体圆盘的内部将会不再生长子实体，而外部活力较强、土壤营养丰富的菌丝体区域就开始生长子实体，这些子实体在地表就形成了我们见到的蘑菇圈了。

中心菌丝体老化死亡，于是遗留下圆圈形的菌丝体网络图/Australian National Botanic Gardens

麦田怪圈

这个我本来不想提，但是考虑到很多人可能对此印象深刻，所以觉得还是提一下比较好。

在80、90年代的时候，无论是电视媒体还是报刊杂志，都争相报道麦田怪圈的事情，大概说的就是某地一夜之间出现形态复杂、图案精细、体型巨大的麦田怪圈，这而且麦秆没有人为折断的痕迹，看上去不是人能做出来的，所以极有可能是外星人做的，比如是飞碟向下喷气造成的。

麦田怪圈图/见水印

最早发现麦田怪圈是在上个世纪80年代初，英国人在汉普郡和威斯特一带的麦田里面发现了不少类似上图的图案，所以将其命名为麦田怪圈。此后，这种怪圈多次出现在欧洲和北美，而且出现多种形态，比如哑铃状、新月状等。这种现象被发现后迅速传播，全世界各地开始大规模出现麦田怪圈，但是比较吊诡的是，大部分的麦田怪圈都是出现在英国、美国这些西方国家，其他国家报道的少之又少，所以合着外星人也嫌贫爱富？

麦田怪圈直到现在都还是部分人或媒体（比如某度百科）眼中的典型地球未解之谜。其之所以成为谜，一方面是因为怪圈的形态非常复杂，不似人力所能造成的；另一方面则是因为怪圈中麦子的倒伏都沿着同一个方向，而且麦秆也没有折断的痕迹。

麦子沿着同一个方向倒伏图/Wikimedia

但是这个所谓的谜，其实在1991年就已经解开了，两个英国人，道格·保尔（Doug Bower）和戴夫·乔利（DaveChorley）就已经承认，这些怪圈是他们做的，工具很简单，木板和绳子。为什么做圆圈？因为它最好做，绳子系在中点，绑在人身上，人用木板沿着同一个方向把麦子压一圈就做好了。至于麦秆不会折断，等到了夏天，大家可以找一丛狗尾巴草，用木板把它压倒，再看看它的杆子会不会折断，这些植物并没有我们想象中那么脆弱的。