雪藻：极地雪原上的神秘“西瓜雪”是如何形成的？

极地和高山雪原上出现的“西瓜雪”现象，其神秘色彩主要源于一种特殊的微生物——雪藻。

以下是“西瓜雪”形成的详细过程：

主角登场：雪藻

• 西瓜雪的核心是一种单细胞绿藻，主要属于衣藻属，特别是极地雪藻。虽然它们属于绿藻门，但在特定条件下会呈现出红色。
• 这些藻类非常适应寒冷环境，能在冰点以下的温度生存。

生存策略：产生红色色素

• 当春季或夏季来临，冰雪表面开始融化，液态水出现，阳光（尤其是紫外线）强度增加时，雪藻会从冬季的休眠状态中“苏醒”并开始快速繁殖。
• 为了抵御强烈的紫外线辐射（高海拔和雪面反射会大大增强紫外线），雪藻会产生大量的类胡萝卜素，特别是虾青素。这是一种强效的抗氧化剂。
• 虾青素呈现鲜红色。当无数含有虾青素的雪藻细胞聚集在冰雪表面时，原本洁白的雪就被染成了粉红色、红色甚至深红色。

环境条件：触发繁殖

• 液态水：冰雪融化产生的液态水是雪藻生长和繁殖的绝对必要条件。
• 光照：充足的光照（尤其是春季/夏季延长日照）为雪藻进行光合作用提供能量。
• 营养来源：雪藻需要营养物质。这些养分可能来自：
  • 随风飘来的尘埃（含有矿物质和氮、磷等）。
  • 鸟类或其他动物的排泄物。
  • 融化的雪水中溶解的有机物。
  • 之前死亡的微生物残骸。
• 适宜温度：虽然雪藻耐寒，但冰雪表面温度达到冰点以上几度（0-4°C左右）时，最有利于其快速生长。

“西瓜味”的来源？

• 关于西瓜雪带有“西瓜味”的说法更多是一种传说或主观感受。
• 雪藻本身可能产生一些挥发性有机化合物，但通常并不强烈到形成明显的“西瓜味”。更可能的是，人们看到红色的雪，联想到西瓜，心理上产生了关联。或者，某些微生物代谢产生的微弱气味被联想成了西瓜味。实际靠近闻，通常没有特别明显或令人愉悦的气味。

正反馈效应：加速融化

• 西瓜雪的形成本身会进一步影响环境：
  • 降低反照率：洁白的雪能反射大部分阳光（高反照率）。红色的雪吸收更多的太阳辐射（低反照率）。
  • 加速融化：吸收更多热量导致局部温度升高，冰雪融化加快，产生更多液态水。
  • 促进更多藻类生长：更多的水和稍高的温度又为雪藻提供了更优越的生长条件，导致藻华进一步扩大，颜色更深，吸收更多热量，形成正反馈循环。这使得西瓜雪区域比周围白雪区域融化得更快，对冰川和雪原的消融有显著影响。

总结来说，“西瓜雪”的形成过程是：

在春季/夏季融雪期，极地或高山雪原表面出现液态水、光照增强、温度适宜时，适应寒冷的雪藻（主要是绿藻门的极地雪藻）开始大量繁殖。为了保护自己免受强烈紫外线的伤害，它们产生大量的红色虾青素色素。无数含有红色色素的藻细胞聚集在雪的表层，将白雪染成粉红或红色，形成了奇特的“西瓜雪”现象。这种现象还会降低雪的反照率，吸收更多热量，加速局部冰雪融化。

所以，西瓜雪并非冰雪本身的奇异变化，而是微生物生命活动在冰雪舞台上创造的色彩奇迹。