Gheață sub presiune? Noul studiu ne revoluționează înțelegerea!

Gheață sub presiune? Noul studiu ne revoluționează înțelegerea!

O echipă de cercetare condusă de Martin Müser de la Universitatea Saarland a descoperit noi perspective despre topirea gheții. În simulările pe computer, oamenii de știință au descoperit că ipotezele anterioare conform cărora presiunea și frecarea ar fi principalele cauze ale topirii erau incorecte. Rezultatele au fost publicate în renumitul jurnal *Physical Review Letters* și reprezintă o regândire fundamentală a glaciologiei.

În mod tradițional, combinația de presiune și frecare, cum ar fi de la pantofii pe gheață, se baza pentru a provoca formarea apei. Cu toate acestea, ultimele descoperiri arată că orientarea moleculelor pe suprafața gheții este crucială pentru formarea unui strat subțire de lichid. Această dezordine între cristalele de gheață face ca la interfața dintre gheață și schiuri să se formeze o peliculă vâscoasă, chiar și la temperaturi foarte scăzute, chiar sub -40 de grade Celsius. Acest lucru se întâmplă indiferent de presiune și frecare, deoarece interacțiunile dintre dipolii moleculelor de gheață și talpa pantofului sunt cruciale.

Rolul topiturii de suprafață

Fenomenele care apar în legătură cu topirea și înghețarea gheții sunt extrem de complexe. Topirea la suprafață este un proces natural care are loc indiferent de temperatură. Chiar dacă acesta este sub punctul de topire, pe gheață se poate forma un strat mobil de apă, care afectează netezimea gheții. Suprafața gheții rămâne lichidă și crește posibilele daune, cum ar fi spargerea conductelor de apă neprotejate în îngheț atunci când apa înghețată se extinde. Acest lucru este întărit de proprietățile apei, care rămâne stabilă sub punctul de îngheț.

Oamenii de știință Joost M. W. Frenken și J. Friso van der Veen au demonstrat experimental în anii 1980 că topirea la suprafață este un fenomen relevant. Impuritățile, cum ar fi sărurile, influențează grosimea peliculei lichide formate și contribuie la complexitatea comportamentului de topire. Aceste constatări sunt de mare importanță nu numai pentru înțelegerea profundă a proprietăților gheții, ci și pentru fenomenele meteorologice, deoarece stratul subțire de lichid joacă un rol în formarea furtunilor.

Proprietățile înghețatei

Gheața în sine este starea solidă a apei (H2O) și se solidifică la temperaturi sub 0 °C. Are o structură cristalină hexagonală și aparține clasei minerale de oxizi și hidroxizi. O proprietate importantă a gheții este anomalia de densitate: gheața are o densitate mai mică decât apa lichidă, determinând-o să plutească pe apă. Această proprietate are un impact imens asupra ciclului global al apei și asupra ecologiei.

Utilizarea gheții în diverse domenii, cum ar fi răcirea alimentelor și sportul, este larg răspândită. În plus, glaciologia, știința gheții, este un domeniu de cercetare din ce în ce mai relevant, mai ales în legătură cu schimbările climatice și efectele acestora asupra maselor de gheață din întreaga lume.

Pe scurt, descoperirea noilor mecanisme de topire a gheții de către echipa lui Müser reprezintă o schimbare de paradigmă care ar putea avea efecte de anvergură asupra înțelegerii gheții și a comportamentului acesteia. Cu toate acestea, consecințele exacte rămân neclare deocamdată.