Лед под налягане? Ново проучване революционизира нашето разбиране!

Лед под налягане? Ново проучване революционизира нашето разбиране!

Изследователски екип, ръководен от Мартин Мюзер от Саарландски университет откри нови прозрения за топенето на леда. В компютърни симулации учените установиха, че предишните предположения, че налягането и триенето са основните причини за топенето, са неверни. Резултатите са публикувани в известното списание *Physical Review Letters* и представляват фундаментално преосмисляне на глациологията.

Традиционно комбинацията от натиск и триене, като например от обувки върху лед, се разчиташе да предизвика образуването на вода. Последните открития обаче показват, че ориентацията на молекулите върху ледената повърхност е от решаващо значение за образуването на тънък течен слой. Това разстройство между ледените кристали причинява образуването на вискозен филм на границата между леда и ските, дори при много ниски температури, дори под -40 градуса по Целзий. Това се случва независимо от натиска и триенето, тъй като взаимодействията между диполите на ледените молекули и подметката на обувката са от решаващо значение.

Ролята на повърхностната стопилка

Явленията, възникващи във връзка с топенето и замръзването на леда, са изключително сложни. Топенето на повърхността е естествен процес, който протича независимо от температурата. Дори ако това е под точката на топене, върху леда може да се образува подвижен слой вода, което се отразява на гладкостта на леда. Повърхността на леда остава течна и увеличава възможните щети, като например спукване на незащитени водопроводни тръби при замръзване, когато замръзналата вода се разширява. Това е подсилено от свойствата на водата, която остава стабилна под точката на замръзване.

Учените Joost M. W. Frenken и J. Friso van der Veen демонстрираха експериментално през 1980 г., че топенето на повърхността е уместно явление. Примесите, като соли, влияят върху дебелината на образувания течен филм и допринасят за сложността на поведението на топене. Тези открития са от голямо значение не само за дълбочината на разбиране на свойствата на леда, но и за метеорологичните явления, тъй като тънкият слой течност играе роля при образуването на гръмотевични бури.

Свойствата на сладоледа

Самият лед е твърдото състояние на водата (H2O) и се втвърдява при температури под 0 °C. Има шестоъгълна кристална структура и принадлежи към минералния клас на оксидите и хидроксидите. Важно свойство на леда е аномалията на плътността: ледът има по-ниска плътност от течната вода, което го кара да плава върху водата. Това свойство има огромно въздействие върху глобалния воден цикъл и екологията.

Използването на лед в различни области, като охлаждане на храна и спорт, е широко разпространено. В допълнение, глациологията, науката за леда, е все по-актуална област на изследване, особено във връзка с изменението на климата и неговото въздействие върху ледените маси по света.

В обобщение, откриването на новите механизми за топене на леда от екипа на Мюсер представлява промяна на парадигмата, която потенциално може да има дълготрайни ефекти върху разбирането на леда и неговото поведение. Точните последици обаче засега остават неясни.