يمكن أن يذوب جليد المياه العذبة في شكل أسقلوب ومسامير


تؤدي كثافة الماء الغريبة إلى تأثيرات غريبة لا يزال الباحثون يكتشفونها.

عادة ، تصبح السوائل أكثر كثافة كلما بردت. لكن المياه العذبة تكون أكثر كثافة عند 4 درجات مئوية. عندما يبرد تحت درجة الحرارة هذه ، يصبح الماء أقل كثافة ويرتفع. نتيجة لذلك ، غمرت أعمدة الجليد في الماء السائل يمكن أن تذوب إلى ثلاثة أشكال مختلفة، اعتمادًا على درجة حرارة الماء ، أفاد الباحثون في 28 يناير خطابات المراجعة المادية.

يقول عالم الرياضيات ليف ريستروف من جامعة نيويورك: “كل شيء تقريبًا” حول النتائج كان مفاجئًا.

قام ريستروف وزملاؤه بتثبيت أسطوانات جليدية عالية النقاوة يصل طولها إلى 30 سم في مكانها وغمرها في خزانات من الماء عند درجات حرارة تتراوح من 2 إلى 10 درجات مئوية.

ذاب الجليد في مسامير ملساء متجهة لأسفل إذا تم وضعه في ماء أقل من حوالي 5 درجات مئوية. أظهرت المحاكاة “شيئًا غريبًا – أن الماء السائل البارد بالقرب من الجليد هو في الواقع طافٍ” نظرًا لكونه أقل كثافة من بقية الماء. يقول ريستروف إن الماء في الخزان. بحيث يسحب هذا التدفق لأعلى الماء الأكثر دفئًا بالقرب من قاعدة الجليد ، مما يؤدي إلى ذوبانه بشكل أسرع من السطح العلوي.

حدث العكس فوق حوالي 7 درجات مئوية ؛ شكل الجليد ارتفاعًا متجهًا إلى الأعلى. وأظهرت المحاكاة أن ذلك لأن الماء الأكثر برودة بالقرب من الجليد يكون أكثر كثافة من الماء المحيط ويغرق ، ويسحب الماء الأكثر دفئًا في الجزء العلوي من الجليد ويتسبب في ذوبانه بشكل أسرع من القاع. يقول ريستروف إن هذا يطابق “ما يتوقعه حدسك”.

بين حوالي 5 إلى 7 درجات مئوية ، ذاب الجليد في أعمدة متعرجة. يقول ريستروف: “الماء في الأساس مرتبك” ، لذا فهو يشكل طبقات مختلفة ، بعضها يميل إلى الارتفاع والبعض الآخر يميل إلى الغرق ، اعتمادًا على كثافتها. في النهاية ، ينتظم الماء في “دوامات أو دوامات من السوائل التي تحفر التموجات الغريبة في الجليد”.

هناك حاجة إلى مزيد من العمل لفهم التفاعل المعقد للعوامل التي قد تولد هذه الأشكال وغيرها ذوبان الجليد في الطبيعة (SN: 4/9/21).



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود