Is under press? Ny studie revolusjonerer vår forståelse!

Is under press? Ny studie revolusjonerer vår forståelse!

Et forskerteam ledet av Martin Müser fra Saarlands universitet har avdekket ny innsikt i smeltingen av is. I datasimuleringer fant forskerne at tidligere antakelser om at trykk og friksjon var hovedårsakene til smelting var feil. Resultatene ble publisert i det anerkjente tidsskriftet *Physical Review Letters* og representerer en grunnleggende nytenkning av glasiologien.

Tradisjonelt ble kombinasjonen av trykk og friksjon, for eksempel fra sko på is, stolt på å få vann til å dannes. De siste funnene viser imidlertid at orienteringen til molekylene på isoverflaten er avgjørende for dannelsen av et tynt væskelag. Denne forstyrrelsen mellom iskrystallene fører til at det dannes en viskøs film i grensesnittet mellom isen og skiene, selv ved svært lave temperaturer, selv under -40 grader Celsius. Dette skjer uavhengig av trykk og friksjon, da interaksjonene mellom ismolekylenes dipoler og skosålen er avgjørende.

Rollen til overflatesmelting

Fenomenene som oppstår i forbindelse med smelting og frysing av is er ekstremt komplekse. Overflatesmelting er en naturlig prosess som skjer uavhengig av temperatur. Selv om dette er under smeltepunktet, kan det dannes et bevegelig lag med vann på isen, noe som påvirker glattheten til isen. Overflaten på isen forblir flytende og øker mulige skader, som for eksempel at ubeskyttede vannrør sprekker i frost når iskaldt vann utvider seg. Dette forsterkes av egenskapene til vannet, som holder seg stabilt under frysepunktet.

Forskerne Joost M. W. Frenken og J. Friso van der Veen demonstrerte eksperimentelt på 1980-tallet at overflatesmelting er et relevant fenomen. Urenheter, som salter, påvirker tykkelsen på den dannede væskefilmen og bidrar til kompleksiteten til smelteoppførselen. Disse funnene er av stor betydning ikke bare for dybden av forståelsen av isens egenskaper, men også for meteorologiske fenomener, siden det tynne væskelaget spiller en rolle i dannelsen av tordenvær.

Egenskapene til iskrem

Is i seg selv er den faste tilstanden til vann (H2O) og stivner ved temperaturer under 0 °C. Den har en sekskantet krystallstruktur og tilhører mineralklassen oksider og hydroksider. En viktig egenskap ved is er tetthetsanomalien: is har en lavere tetthet enn flytende vann, noe som får den til å flyte på vannet. Denne eiendommen har enorm innvirkning på den globale vannsyklusen og økologien.

Bruk av is på ulike områder, som matkjøling og sport, er utbredt. I tillegg er glasiologi, vitenskapen om is, et stadig mer relevant forskningsfelt, spesielt i forbindelse med klimaendringer og deres effekter på ismasser verden over.

Oppsummert representerer oppdagelsen av de nye mekanismene for issmelting av Müsers team et paradigmeskifte som potensielt kan ha vidtrekkende effekter på forståelsen av is og dens oppførsel. De eksakte konsekvensene er imidlertid foreløpig uklare.