为什么冰通常是混浊的

　　当冬天来临的时候，在北方，随着寒冷季节而来的是冰雪，以及冰雪带来的“挑战”。比如，有一个交通术语会让开车一族非常警惕，那就是“黑冰”。

　　“黑冰”指的是冬天悄然出现在柏油马路上的一种薄冰，它本身并不是黑色的，而是透明的。由于“黑冰”很薄，当它覆盖到柏油马路上时，就会与路面融为一体，透出马路的柏油色。车辆行驶到“黑冰”上，就容易引发重大交通事故。

　　“黑冰”很难被人发现，因为它是无色透明的薄薄一层。然而，自然界也可以结出又厚又透明的巨大冰体，比较著名的例子就是东欧斯洛伐克共和国境内最大的淡水湖——Velke Hincovo Pleso。

　　2014年冬天，网红托马斯·努努克上传了自己在Velke Hincovo Pleso旅游的视频。视频显示努努克和同伴正走在一片完全晶莹剔透的湖面上，湖面以下的湖冰是如此透明，以至于努努克看起来就好像在湖底岩石的上方悬空行走，令人惊叹。

　　除了“黑冰”和少数洁净的湖冰，其他自然界的冰或者人造冰则显得更混浊。比如孩童暑假在家中自制的冰块，常常看上去就好像白色的棉花糖块。

　　那么，为什么“黑冰”和少数湖冰是透明的，而很多普通的冰块却是混浊的?

　　冰是由水冻结而来，水质成分无疑会直接影响冰的透明度。我们平时所见的液态水似乎都是透明的，但不管它看起来有多干净，它永远不会100%纯净。在自然界随意取些水的样本仔细分析，你会发现其中可能含有漂浮的有机物（比如藻类和植物残骸）、悬浮的灰尘以及矿物质（比如石灰和各种无机盐），而且水中一般还会含有大量的溶解气体（比如可供鱼类呼吸的氧气）。

　　水中的杂质和气体是让大部分冰块看上去混浊灰白的重要原因，因为大部分杂质和气体在水中的溶解度都是随着温度下降而下降的，随着水温降低，它们会逐渐从水中析出，变成混浊的部分。而且，大部分冰块都是从外向内结冰，从而将杂质和气体的水溶液“驱赶”向冰块的内部。冰体增大的同时，水体在减少，这使得冰块内部杂质和气体溶液的浓度越来越高，析出更加集中，最终形成较大的杂质颗粒和气泡。

　　水结冰的方式也会显著影响冰的透明度。冰是由晶体组成的，当水快速冻结时，冰晶往往又小又多，较多的小冰晶会对光线产生较多的反射和散射，使冰看起来发白。而缓慢冻结的冰往往由更少更大的冰晶组成，可以让光更容易透射。

　　概括地说，只有当冰缓慢冻结并且没有太多杂质和小冰晶时，它才会变得清澈透明。Velke Hincovo Pleso的湖冰就完美满足了上述这些条件——洁净的湖水在风平浪静的时候缓慢冻结，先是在湖水表面形成了一层大约2厘米厚的“冰毯”，然后从上到下（而非“包围式”的从外向内，从而能够让杂质向外“逃逸”），让冰晶缓慢生长，形成空气般的“水玻璃”。

　　类似的物理过程发生在马路的“黑冰”上——尽管“黑冰”的水源并不单一（可以是露水、毛毛雨滴或者融化的雪水），它总是在低风速期间缓慢冻结，始终很薄，几乎不含杂质。

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