“不冻”的盐湖缘何结冰?

作者:多海伟 来源:中国气象报 时间:2019-01-28分享

在内蒙古自治区阿拉善盟,乌兰布和沙漠西南边缘的贺兰山与巴彦乌拉山之间的冲击洪扇上,有一片大型内陆盐湖——吉兰泰盐湖。这里有储量丰富的盐矿,出产的湖盐以颗粒大、味道浓、晶莹透明、杂质少闻名全国。很多人都知道,含有大量盐分的水冰点会降低,冬天不易结冰。但吉兰泰盐湖却出现了结冰现象,这是为什么呢?

要回答这个问题,还要到盐湖现场一探究竟。吉兰泰盐湖位于阿拉善左旗境内,面积约120平方公里。盐湖盆地东部和西部地势偏高,分别是贺兰山和巴音乌拉山的低山丘陵地带,周边被乌兰布和沙漠与腾格里沙漠环绕,其东北低洼处,由于盐分不断沉淀聚集,形成了层叠的盐坝。冬季来临时,所有的淡水湖泊河流基本都会结冰,形成其特有的冰雪景象。与此相反的是,在相当长的时期内,吉兰泰盐湖冬季并不会结冰,直到近几十年才出现结冰现象。

在20世纪60年代初期,吉兰泰盐湖湖面还有0.1米到0.2米深的湖表卤水,目前已经演化到无湖表卤水的干盐湖阶段,卤水埋藏在0.3米到1米深的湖水中,矿化度286.51g/L,相对密度1.2017,pH值6.71,水化学类型为硫酸盐型、硫酸镁亚型,故有着丰富的石盐和芒硝资源,其中石盐是氯化钠矿物,氯化钠就是我们日常使用的食用盐的主要组成成分。

盐具有冰点低的特性,这里所说的冰点低,指的是盐水溶液的冰点。实验表明,如果食盐溶液里含有20%的盐分,它的冰点就会降低到-16℃,饱和的盐湖卤水,其冰点低于-20℃,故在实验环境中并不结冰,要想使其结冰,需稀释卤水或降低冷箱温度,若稀释卤水,则可在-18℃的环境中看见少许雪花状冰晶生成。但这并不意味着盐湖会因为低温而封冻——由于冰晶生成,剩余的盐湖卤水浓度继续增加,冰点继续下降,很难完全结冰。

事实上 ,吉兰泰常年冬季平均气温不低于-16℃,所以盐湖在自然非开采状态下不会结冰。而近年的结冰现象,缘于盐湖常年处于开采状态,且适时进行人工补水,在这种情况下冬季的吉兰泰盐湖是会结冰的。