Ľad pod tlakom? Nová štúdia mení naše chápanie!

Ľad pod tlakom? Nová štúdia mení naše chápanie!

Výskumný tím pod vedením Martina Müsera z o Sárska univerzita odhalila nové poznatky o roztápaní ľadu. V počítačových simuláciách vedci zistili, že predchádzajúce predpoklady, že tlak a trenie boli hlavnými príčinami topenia, boli nesprávne. Výsledky boli publikované v renomovanom časopise *Physical Review Letters* a predstavujú zásadné prehodnotenie glaciológie.

Tradične sa pri vytváraní vody spoliehalo na kombináciu tlaku a trenia, napríklad z topánok na ľade. Najnovšie poznatky však ukazujú, že orientácia molekúl na povrchu ľadu je rozhodujúca pre vytvorenie tenkej tekutej vrstvy. Táto porucha medzi ľadovými kryštálmi spôsobuje tvorbu viskózneho filmu na rozhraní medzi ľadom a lyžami aj pri veľmi nízkych teplotách, dokonca aj pod -40 stupňov Celzia. Deje sa tak bez ohľadu na tlak a trenie, pretože interakcie medzi dipólmi molekúl ľadu a podrážkou topánky sú kľúčové.

Úloha povrchovej taveniny

Javy, ktoré sa vyskytujú v súvislosti s topením a zamŕzaním ľadu, sú mimoriadne zložité. Povrchové tavenie je prirodzený proces, ktorý prebieha bez ohľadu na teplotu. Aj keď je to pod bodom topenia, na ľade sa môže vytvoriť pohyblivá vrstva vody, ktorá ovplyvňuje hladkosť ľadu. Povrch ľadu zostáva tekutý a zvyšuje možné poškodenie, ako je prasknutie nechráneného vodovodného potrubia mrazom pri expanzii zamrznutej vody. To je posilnené vlastnosťami vody, ktorá zostáva stabilná pod bodom mrazu.

Vedci Joost M. W. Frenken a J. Friso van der Veen v 80. rokoch experimentálne preukázali, že povrchové topenie je relevantný jav. Nečistoty, ako sú soli, ovplyvňujú hrúbku vytvoreného tekutého filmu a prispievajú ku komplexnosti tavenia. Tieto zistenia majú veľký význam nielen pre hĺbku pochopenia vlastností ľadu, ale aj pre meteorologické javy, keďže tenká vrstva kvapaliny zohráva úlohu pri vzniku búrok.

Vlastnosti zmrzliny

Samotný ľad je v tuhom stave vody (H2O) a tuhne pri teplotách pod 0 °C. Má šesťhrannú kryštálovú štruktúru a patrí do minerálnej triedy oxidov a hydroxidov. Dôležitou vlastnosťou ľadu je anomália hustoty: ľad má nižšiu hustotu ako tekutá voda, čo spôsobuje, že pláva na vode. Táto vlastnosť má obrovský vplyv na globálny vodný cyklus a ekológiu.

Použitie ľadu v rôznych oblastiach, ako je chladenie potravín a šport, je rozšírené. Okrem toho je glaciológia, veda o ľade, čoraz dôležitejšou oblasťou výskumu, najmä v súvislosti s klimatickými zmenami a ich dopadmi na ľadové masy na celom svete.

V súhrne, objav nových mechanizmov topenia ľadu Müserovým tímom predstavuje zmenu paradigmy, ktorá by potenciálne mohla mať ďalekosiahle účinky na pochopenie ľadu a jeho správania. Presné dôsledky však zatiaľ zostávajú nejasné.