Jää surve all? Uus uuring muudab meie arusaama murranguliseks!

Jää surve all? Uus uuring muudab meie arusaama murranguliseks!

Martin Müseri juhitud uurimisrühm Saarimaa ülikool on avastanud uusi teadmisi jää sulamisest. Arvutisimulatsioonide käigus leidsid teadlased, et varasemad oletused, et rõhk ja hõõrdumine olid sulamise peamised põhjused, olid valed. Tulemused avaldati mainekas ajakirjas *Physical Review Letters* ja need kujutavad endast glatsioloogia põhjapanevat ümbermõtestamist.

Traditsiooniliselt toetuti vee moodustumiseks surve ja hõõrdumise kombinatsioonile, näiteks kingadest jääl. Viimased leiud näitavad aga, et molekulide orientatsioon jääpinnal on õhukese vedelikukihi tekkeks ülioluline. See jääkristallide vaheline häire põhjustab viskoosse kile moodustumise jää ja suuskade vahelisel kokkupuutel isegi väga madalatel temperatuuridel, isegi alla -40 kraadi Celsiuse järgi. See juhtub sõltumata rõhust ja hõõrdumisest, kuna jäämolekulide dipoolide ja jalatsi talla vastastikmõju on ülioluline.

Pinna sulamise roll

Jää sulamise ja jäätumisega seoses esinevad nähtused on äärmiselt keerulised. Pinna sulamine on loomulik protsess, mis toimub temperatuurist sõltumata. Isegi kui see jääb sulamistemperatuurist allapoole, võib jääle tekkida liikuv veekiht, mis mõjutab jää siledust. Jää pind jääb vedelaks ja suurendab võimalikke kahjustusi, näiteks kaitsmata veetorude lõhkemist pakase käes, kui külmuv vesi paisub. Seda tugevdavad vee omadused, mis püsib stabiilsena ka allpool külmumispunkti.

Teadlased Joost M. W. Frenken ja J. Friso van der Veen demonstreerisid 1980. aastatel eksperimentaalselt, et pinna sulamine on asjakohane nähtus. Lisandid, nagu soolad, mõjutavad moodustunud vedela kile paksust ja muudavad sulamiskäitumise keerukamaks. Need leiud on väga olulised mitte ainult jää omaduste mõistmise sügavuse, vaid ka meteoroloogiliste nähtuste jaoks, kuna õhuke vedelikukiht mängib äikesetormide tekkes rolli.

Jäätise omadused

Jää ise on vee (H2O) tahkes olekus ja tahkub temperatuuril alla 0 °C. Sellel on kuusnurkne kristallstruktuur ja see kuulub oksiidide ja hüdroksiidide mineraalide klassi. Jää oluline omadus on tiheduse anomaalia: jääl on väiksem tihedus kui vedelal veel, mistõttu see hõljub vee peal. Sellel varal on tohutu mõju globaalsele veeringele ja ökoloogiale.

Jää kasutamine erinevates valdkondades, näiteks toidu jahutamisel ja spordis, on laialt levinud. Lisaks on glatsioloogia, jääteadus, üha aktuaalsem uurimisvaldkond, eriti seoses kliimamuutuste ja selle mõjuga jäämassidele kogu maailmas.

Kokkuvõtteks võib öelda, et Müseri meeskonna uute jää sulamise mehhanismide avastamine kujutab endast paradigma muutust, millel võib olla kaugeleulatuv mõju jää ja selle käitumise mõistmisele. Täpsed tagajärjed jäävad aga esialgu ebaselgeks.