Ledus zem spiediena? Jauns pētījums maina mūsu izpratni!

Ledus zem spiediena? Jauns pētījums maina mūsu izpratni!

Pētnieku grupa, kuru vadīja Martin Müser no Zāras universitāte ir atklājis jaunas atziņas par ledus kušanu. Datorsimulācijās zinātnieki atklāja, ka iepriekšējie pieņēmumi, ka spiediens un berze bija galvenie kušanas cēloņi, bija nepareizi. Rezultāti tika publicēti slavenajā žurnālā *Physical Review Letters*, un tie atspoguļo fundamentālu glacioloģijas pārdomāšanu.

Tradicionāli spiediena un berzes kombinācija, piemēram, no apaviem uz ledus, tika paļauta uz ūdens veidošanos. Tomēr jaunākie atklājumi liecina, ka molekulu orientācijai uz ledus virsmas ir izšķiroša nozīme, lai veidotos plāns šķidruma slānis. Šis traucējums starp ledus kristāliem izraisa viskozas plēves veidošanos saskarnē starp ledu un slēpēm pat ļoti zemā temperatūrā, pat zem -40 grādiem pēc Celsija. Tas notiek neatkarīgi no spiediena un berzes, jo mijiedarbībai starp ledus molekulu dipoliem un apavu zoli ir izšķiroša nozīme.

Virsmas kausējuma loma

Parādības, kas rodas saistībā ar ledus kušanu un sasalšanu, ir ārkārtīgi sarežģītas. Virsmas kušana ir dabisks process, kas notiek neatkarīgi no temperatūras. Pat ja tas ir zem kušanas temperatūras, uz ledus var veidoties kustīgs ūdens slānis, kas ietekmē ledus gludumu. Ledus virsma paliek šķidra un palielina iespējamos bojājumus, piemēram, neaizsargātu ūdensvadu pārraušanu salnā, kad sasalšanas ūdens izplešas. To pastiprina ūdens īpašības, kas saglabājas stabils zem sasalšanas punkta.

Zinātnieki Joosts M. W. Frenkens un J. Friso van der Vēns 80. gados eksperimentāli pierādīja, ka virsmas kušana ir būtiska parādība. Piemaisījumi, piemēram, sāļi, ietekmē izveidotās šķidruma plēves biezumu un veicina kušanas procesa sarežģītību. Šie atklājumi ir ļoti svarīgi ne tikai ledus īpašību izpratnes dziļumam, bet arī meteoroloģiskajām parādībām, jo ​​plānajam šķidruma slānim ir nozīme pērkona negaisu veidošanā.

Saldējuma īpašības

Ledus pats par sevi ir ūdens (H2O) cietā stāvoklī un sacietē temperatūrā, kas zemāka par 0 °C. Tam ir sešstūra kristāla struktūra un tas pieder pie oksīdu un hidroksīdu minerālu klases. Svarīga ledus īpašība ir blīvuma anomālija: ledus blīvums ir mazāks nekā šķidram ūdenim, kas liek tam peldēt virs ūdens. Šim īpašumam ir milzīga ietekme uz globālo ūdens ciklu un ekoloģiju.

Ledus izmantošana dažādās jomās, piemēram, pārtikas dzesēšanā un sportā, ir plaši izplatīta. Turklāt glacioloģija, zinātne par ledu, kļūst arvien aktuālāka pētniecības joma, īpaši saistībā ar klimata pārmaiņām un to ietekmi uz ledus masām visā pasaulē.

Rezumējot, Müser komandas jauno ledus kušanas mehānismu atklāšana ir paradigmas maiņa, kas potenciāli varētu radīt tālejošu ietekmi uz izpratni par ledu un tā uzvedību. Tomēr precīzas sekas pagaidām paliek neskaidras.