破冰船如何破开一米厚的冰层，以及为什么破冰后你可以在冰面上行走。

你先听到声音，然后才明白发生了什么。船体传来一声低沉的呻吟，接着是一声脆响，像是结构上的某个地方断裂了，整艘船抬起了几度，然后又恢复了原状。你正站在一艘破冰船的甲板上，冰封的波的尼亚湾四面八方都是白色的，而这艘船刚刚破开了厚到可以站立的冰层。

几分钟后，工作人员会帮助你爬下冰面，站到那块冰上。如果这两件事听起来似乎不应该同时发生，那么这篇文章将为你解释其中的原因。

破冰船不是凿冰，而是爬冰。

首先要摒弃的就是“切割”这个词。刀子是用来切割的。破冰船则采用了一种更奇特、更巧妙的方式。它的船首形状特殊，不是正面撞击冰层，而是向上滑行。船体向前向上滑动，直到船体的重量压入一小块冰层，而冰虽然坚固，却也很脆弱。

当重量均匀分布在冰面上时，它能承受巨大的重量。但当一艘重型船只将全部重量压在一根冰线上时，冰层会迅速崩裂。冰层向下断裂，冰块倾斜并滑入船体下方，船只滑入刚刚形成的缝隙中。然后，这种情况会再次发生。

这就是为什么乘坐体验会是那样。你并非平稳地穿梭于水面，而是不断地爬升、加速、减速、再减速。节奏和声响正是由此而来。人们期待的是引擎的轰鸣，但他们听到的却更接近于大海被掀开的声音。

“一米厚”的真正含义

“极地探险家”号是一艘真正的工业破冰船，1976年在汉堡建造。它长78米，总吨位1,976吨，功率为9,460马力。它可以破开厚达一米的冰层，并且几十年来一直如此。  

一米厚的坚实海冰并非一滩冻水。它是一块在北极严冬的数月严寒中不断增厚的冰层。它坚固到足以让人站立、车辆行驶，在合适的条件下甚至可以停放车辆。船只之所以还能破冰，关键在于攀爬技巧：船只并非对抗冰层的平面强度，而是利用自身重量使冰层弯曲，而弯曲恰恰是冰层最脆弱的地方。  

即使是非常厚的冰层，只要有足够重的物体以合适的角度从上方倚靠，也会裂开。这艘船经过加固并配备了相应的动力装置，正是为了完成这项任务，其船体船首倾角约为22度。

为什么海水会冻结得如此坚固，足以困住你？

IIce 有一个令大多数人感到惊讶的特性：它的 抗压强度 它非常巨大，但在集中荷载作用下会发生弯曲和断裂。一米厚的混凝土板可以轻松承载一个人，也能承载一辆车，但如果一艘船从正上方压下来，它就会发生断裂。

船员会在任何人踏上冰面之前先观察冰况。冰上行走是否安全由船长根据当天实际情况决定。发出信号后，即确认冰面安全，可以进行徒步探险，但前提是出口处的冰层厚度至少要达到20厘米。这并非理论上的，而是实际操作。

它的声音和感觉

船体断裂时会发出一种独特的声响，几乎每位游客事后都会提及。有人形容为“咔嚓”一声，有人形容为“呻吟”，还有人形容为一连串的爆裂声。他们听到的其实是船体前方冰层裂缝的扩展声，这种声音在其他任何地方都听不到，而且凡是坐过这艘船的人，都说即使再次听到，也能立刻辨认出来。

这是一艘真正投入使用的破冰船在履行其设计使命时发出的声音。

为什么这两件事同时成立

船破冰而你随后走在冰面上，因为两种情况下发生的现象不同。船利用的是冰在弯曲载荷下的脆弱性，而你利用的是冰在均匀分布的平面载荷下的强度。

当你踏上船边的冰面时，大约70-80公斤的重量会分散在鞋底。冰面能轻松地将这部分重量分散到整个冰层上。而当船从上方向下压时，重量则集中在船体的接触线上。同样的冰面，力学原理却截然不同。

这并非悖论，而是物理学原理。冰上行走、游泳、船体内部的声音，它们都是同一次探险的组成部分。立即预订 icebreaker.fi/booking.

跟随探险家。