青藏高原上的神秘图案

沿着青藏铁路旅行，我们可以尽情欣赏独特的高原风光。也许你会很惊讶地发现，在青藏高原的冻土地上，到处可以看到由石块组成的图案，有的是石块围成的圆圈，一个挨一个；有的图案则是中央有一块大石，周围围绕着细石块圈成的圈，就像一朵盛开的玫瑰；有的则是由石块围成的规则的多边形；而在有坡度的地方，石块则排列成比较平行的线条。而且这些图案并不局限于一处，分布还很广泛，在没有树木的高寒地带，有石块和土壤的地方，都可以看到这些图案。

看到这些景观，人们的第一反应是：谁这么劳神费力，在高原上把石块排列成这些很有规律的图案呢？是居住在青藏高原上的居民吗？一些人会猜测，也许这些图案是来自远古的信息，代表了原始部落的图腾咒符；甚至还有人会认为，这么大面积的图案，应该不是地球上的人力所为，很可能是外星人在地面上设置的某种标志，其含义我们至今还读不懂。

那么这些神秘图案的真相是什么呢？

神秘图案并非人为

这些图案不仅让你我深感惊讶，也曾让一些考古学家和科学家困惑许久。上述的可能性他们也都考虑过了，但经过考察，他们发现，不仅青藏高原冻土地带有这些图案，而且其它高山冻土地带，甚至极地附近的广大地区也有。这是为什么呢？总不可能是这些地方的古代或今天的居民都嗜好排列石块图案吧。按说应该跟冻土有关系，但是冻土为何会形成这些非常规则的图案呢？很长时间，科学家都没有把原因找到和分析出来。

直到1990年代，为了揭开这个谜团，科学家才进行了细致的观察。他们发现，这些图案在冬天的时候，石块包围的地方会鼓起大包，高度超过了周围的石块；而到夏天，大土包就又恢复平坦了。不仅如此，石块围成的多边形形状还会变，变得越来越圆，下一年就比上一年更圆一些。而且圆圈的面积还会一年比一年大，每年其直径会增加大约两厘米，直到两个圈紧密相挨为止。

另外，有石块的地方会出现这些多边形、圆形的规则图案；而没有石块的冻土地带，同样会有类似的多边形或圆形出现；尤其是冬季的时候，地表会形成多边形的土包，看上去好像是浅沟围成的，只是这些图案不像石块图案那样引人注意。再看圆圈内的土壤颗粒分布，普遍都是最中心的最细密，向边缘则越来越粗。

这些现象已经说明，这些图案不是人为的，是自然形成的，应该与冻土地带的冰冻和解冻有关。科学家设计了一些数学模型，用计算机进行模拟验证，终于揭开了石块图案形成之谜：原来这些图案的形成原因还挺复杂，牵扯到多种物质的多个有趣的特性。

石块移动的幕后推手

首先，这些图案的形成跟气候密切相关，一般出现在地表土壤随着季节能够深度冻结，并随气候转暖而融解的冻土地带，不论是高山冻土还是极地冻土都可以。

其次，图案的形成牵扯到颗粒物质的“巴西果效应”。人们早就发现，当食用巴西果（一种坚果）与燕麦混合的一种欧式早餐时，个头最大的巴西果总是散布在最上面，而颗粒较小的燕麦则在底层。这代表了颗粒物质的一种分布规律，就是当几种大小的颗粒混合，放于容器中时，稍有振动，这些颗粒会按不同大小分层，最大的颗粒总是在最上面，最小的颗粒总是在最下面。人们把颗粒物质的这种分布规律叫做“巴西果效应”。

那么对于土壤来说，细密的土壤一般会随着结冰、解冻的过程而逐渐向深层或凹陷的地方运动，颗粒比较粗大的沙砾石块则会逐渐向土壤表面移动。逐渐地，不断冻融的土层中的石块就运动到了最表面。

第三，图案的形成与不同土壤颗粒的蓄含水的能力和水结冰后体积膨胀有关。细密的土壤容易吸附水分子，蓄水能力强，结冰的时候，体积膨大的程度就大；而沙砾、石块等几乎不会蓄积水分，因此结冰时，它们的体积基本不变。

另外，那些图案要想形成，还与石块、沙砾等颗粒物质在重力作用下的滚动有关。

从多边形到圆圈

具体到那些神秘图案，它们是怎么形成的呢？

土层中水分的分布不可能完全均匀，有的地方含水较多，有的地方则含水较少，于是结冰后，含水多的地方就会因体积膨胀而隆起，含水少的地方就会相对低洼一些，从而导致地表出现斑块状的凸起。

凸起的地表则会让其上面的石块和粗大的沙砾在重力作用下向周围相对低洼的地方滚动堆积，正好鼓包周围一圈相对比较低洼，于是石块就聚到了鼓包的周围围成了一圈。

一开始，这一圈的形状大都是多边形的。因为原本干燥的土层不结冰，当变得湿润后才开始有冻结融解的过程。冻结后膨胀的程度也与土壤颗粒吸收水的能力有关，最初的几年，土壤颗粒大小分布不均匀，结冰时向各个方向膨胀得不均匀，因此形成的鼓包往往是多边形的。

当天气转暖，冰雪消融后，土壤鼓包因冰的融化、体积缩小而消失，又恢复了往日的平坦，并且比周围石块堆积的地方更低洼，但石块也不会再滚动回去了，因为湿润的土壤会粘住石块。但石块下面的细密土壤如果是泡在泥浆中，就会随着泥浆向低洼的圈内流动，而大颗粒的沙砾石块则不会被泥浆带动。这样在年复一年的一冷一热中，圈内粗大的石块沙砾会在冬季向圈边缘滚动，而圈边缘细密的土壤会在夏季向圈内流动，形成了一个交换。

一年又一年这样交换下去，石块沙砾都聚集到了圈边缘，细密的土壤都聚拢到了圈内，于是结冰时，圈内鼓包的面积越来越大，圈的直径也就越来越大了。同时随着不断冻融的调整，圈也由开始的不规整的多边形，渐渐变得越来越圆，圆圈也随着面积不断扩大，直到一个个紧密相挨，形成了类似花朵的形状。

而在有坡度的冻土地上，土壤鼓包形成后，石块还会因斜坡的作用而沿着斜坡滚动，于是在斜坡上排列成了一条条高度相同的碎石线条。

在没有石块的冻土地上，则土壤鼓包边缘聚集的是颗粒粗大的沙子，因沙子不会蓄积水分，因此，结冰后会显得比中央低洼，看上去像是浅沟，这样也会形成以浅沟作为边缘的多边形或圆圈图案。

原来，冻土地上的神秘图案是大自然的妙笔所绘。