الجليد تحت الضغط؟ دراسة جديدة تُحدث ثورة في فهمنا!

الجليد تحت الضغط؟ دراسة جديدة تُحدث ثورة في فهمنا!

فريق بحث بقيادة مارتن موسر من جامعة سارلاند لقد كشف عن رؤى جديدة حول ذوبان الجليد. وفي عمليات المحاكاة الحاسوبية، وجد العلماء أن الافتراضات السابقة بأن الضغط والاحتكاك هما السببان الرئيسيان للانصهار كانت غير صحيحة. تم نشر النتائج في المجلة الشهيرة *Physical Review Letters* وتمثل إعادة تفكير أساسية في علم الجليد.

تقليديًا، تم الاعتماد على مزيج الضغط والاحتكاك، مثل الأحذية على الجليد، لتكوين الماء. ومع ذلك، تظهر النتائج الأخيرة أن اتجاه الجزيئات على سطح الجليد أمر بالغ الأهمية لتشكيل طبقة سائلة رقيقة. يؤدي هذا الاضطراب بين بلورات الجليد إلى تكوين طبقة لزجة عند السطح البيني بين الجليد والزلاجات، حتى في درجات حرارة منخفضة جدًا، حتى أقل من -40 درجة مئوية. ويحدث هذا بغض النظر عن الضغط والاحتكاك، حيث أن التفاعلات بين ثنائيات أقطاب جزيئات الجليد ونعل الحذاء أمر بالغ الأهمية.

دور ذوبان السطح

إن الظواهر التي تحدث فيما يتعلق بذوبان الجليد وتجميده معقدة للغاية. ذوبان السطح هو عملية طبيعية تحدث بغض النظر عن درجة الحرارة. وحتى لو كان هذا أقل من نقطة الانصهار، فمن الممكن أن تتشكل طبقة متحركة من الماء على الجليد، مما يؤثر على نعومة الجليد. ويظل سطح الجليد سائلاً ويزيد من الأضرار المحتملة، مثل انفجار أنابيب المياه غير المحمية في الصقيع عندما يتمدد الماء المتجمد. ويعزز ذلك خصائص الماء الذي يظل ثابتًا تحت درجة التجمد.

أثبت العالمان جوست إم دبليو فرينكن وجي فريسو فان دير فين بشكل تجريبي في الثمانينيات أن ذوبان السطح هو ظاهرة ذات صلة. تؤثر الشوائب، مثل الأملاح، على سمك الطبقة السائلة المتكونة وتساهم في تعقيد سلوك الذوبان. ولهذه النتائج أهمية كبيرة ليس فقط لعمق فهم خصائص الجليد، ولكن أيضًا لظواهر الأرصاد الجوية، حيث تلعب الطبقة الرقيقة من السائل دورًا في تكوين العواصف الرعدية.

خصائص الآيس كريم

الجليد بحد ذاته هو الحالة الصلبة للماء (H2O) ويتجمد عند درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية. له هيكل بلوري سداسي وينتمي إلى فئة المعادن من الأكاسيد والهيدروكسيدات. من الخصائص المهمة للجليد شذوذ الكثافة: فالجليد له كثافة أقل من الماء السائل، مما يجعله يطفو على الماء. هذه الخاصية لها تأثيرات هائلة على دورة المياه العالمية والبيئة.

وينتشر استخدام الثلج في مجالات مختلفة، مثل تبريد الطعام والرياضة. بالإضافة إلى ذلك، يعد علم الجليد، وهو علم الجليد، مجالًا بحثيًا متزايد الأهمية، خاصة فيما يتعلق بتغير المناخ وتأثيراته على الكتل الجليدية في جميع أنحاء العالم.

باختصار، يمثل اكتشاف الآليات الجديدة لذوبان الجليد من قبل فريق موسر نقلة نوعية يمكن أن يكون لها تأثيرات بعيدة المدى على فهم الجليد وسلوكه. ومع ذلك، فإن العواقب الدقيقة لا تزال غير واضحة في الوقت الحالي.