Led pod tlakem? Nová studie mění naše chápání!

Led pod tlakem? Nová studie mění naše chápání!

Výzkumný tým vedený Martinem Müserem z Sárská univerzita odkryl nové poznatky o tání ledu. V počítačových simulacích vědci zjistili, že předchozí předpoklady, že tlak a tření byly hlavními příčinami tání, byly nesprávné. Výsledky byly publikovány v renomovaném časopise *Physical Review Letters* a představují zásadní přehodnocení glaciologie.

Tradičně se při vytváření vody spoléhalo na kombinaci tlaku a tření, jako například od bot na ledu. Nejnovější poznatky však ukazují, že orientace molekul na povrchu ledu je pro vznik tenké tekuté vrstvy klíčová. Tato porucha mezi ledovými krystaly způsobuje, že se na rozhraní ledu a lyží tvoří viskózní film i při velmi nízkých teplotách, dokonce i pod -40 stupňů Celsia. To se děje bez ohledu na tlak a tření, protože interakce mezi dipóly molekul ledu a podrážkou boty jsou klíčové.

Úloha povrchové taveniny

Jevy, ke kterým dochází v souvislosti s táním a mrazem ledu, jsou nesmírně složité. Povrchové tavení je přirozený proces, který probíhá bez ohledu na teplotu. I když je to pod bodem tání, může se na ledu vytvořit pohyblivá vrstva vody, která ovlivňuje hladkost ledu. Povrch ledu zůstává tekutý a zvyšuje možné poškození, jako je prasknutí nechráněného vodovodního potrubí mrazem při expanzi zamrzající vody. To je posíleno vlastnostmi vody, která zůstává stabilní pod bodem mrazu.

Vědci Joost M. W. Frenken a J. Friso van der Veen v 80. letech experimentálně prokázali, že povrchové tání je relevantní jev. Nečistoty, jako jsou soli, ovlivňují tloušťku vytvořeného kapalného filmu a přispívají ke složitosti chování při tavení. Tyto poznatky mají velký význam nejen pro hloubku poznání vlastností ledu, ale také pro meteorologické jevy, neboť tenká vrstva kapaliny hraje roli při vzniku bouřek.

Vlastnosti zmrzliny

Samotný led je pevné skupenství vody (H2O) a tuhne při teplotách pod 0 °C. Má hexagonální krystalovou strukturu a patří do minerální třídy oxidů a hydroxidů. Důležitou vlastností ledu je anomálie hustoty: led má nižší hustotu než kapalná voda, což způsobuje, že plave na vodě. Tato vlastnost má nesmírné dopady na globální koloběh vody a ekologii.

Použití ledu v různých oblastech, jako je chlazení potravin a sport, je rozšířené. Glaciologie, věda o ledu, je navíc stále aktuálnější oblastí výzkumu, zejména v souvislosti se změnou klimatu a jejími dopady na ledové masy po celém světě.

Souhrnně řečeno, objev nových mechanismů tání ledu Müserovým týmem představuje posun paradigmatu, který by mohl mít potenciálně dalekosáhlé účinky na pochopení ledu a jeho chování. Přesné důsledky však zatím zůstávají nejasné.