Is under tryck? Ny studie revolutionerar vår förståelse!

Is under tryck? Ny studie revolutionerar vår förståelse!

En forskargrupp ledd av Martin Müser från Saarlands universitet har avslöjat nya insikter om issmältningen. I datorsimuleringar fann forskarna att tidigare antaganden om att tryck och friktion var huvudorsakerna till smältning var felaktiga. Resultaten publicerades i den välrenommerade tidskriften *Physical Review Letters* och representerar en grundläggande nytänkande av glaciologin.

Traditionellt litade man på kombinationen av tryck och friktion, som från skor på is, för att få vatten att bildas. De senaste fynden visar dock att orienteringen av molekylerna på isytan är avgörande för bildandet av ett tunt vätskeskikt. Denna oordning mellan iskristallerna gör att en trögflytande film bildas vid gränsytan mellan isen och skidorna, även vid mycket låga temperaturer, även under -40 grader Celsius. Detta sker oavsett tryck och friktion, eftersom växelverkan mellan ismolekylernas dipoler och skosulan är avgörande.

Ytsmältningens roll

De fenomen som uppstår i samband med smältning och frysning av is är extremt komplexa. Ytsmältning är en naturlig process som sker oavsett temperatur. Även om detta är under smältpunkten kan ett rörligt vattenlager bildas på isen, vilket påverkar isens jämnhet. Isens yta förblir flytande och ökar möjliga skador, som att oskyddade vattenledningar spricker i frost när fryst vatten expanderar. Detta förstärks av vattnets egenskaper, som förblir stabilt under fryspunkten.

Forskarna Joost M. W. Frenken och J. Friso van der Veen visade experimentellt på 1980-talet att ytsmältning är ett relevant fenomen. Föroreningar, såsom salter, påverkar tjockleken på den bildade vätskefilmen och bidrar till komplexiteten i smältbeteendet. Dessa fynd är av stor betydelse inte bara för djupet av förståelsen av isens egenskaper, utan också för meteorologiska fenomen, eftersom det tunna lagret av vätska spelar en roll i bildandet av åskväder.

Glassens egenskaper

Is i sig är vattnets fasta tillstånd (H2O) och stelnar vid temperaturer under 0 °C. Den har en hexagonal kristallstruktur och tillhör mineralklassen oxider och hydroxider. En viktig egenskap hos is är densitetsavvikelsen: is har en lägre densitet än flytande vatten, vilket gör att den flyter på vattnet. Den här egenskapen har enorma effekter på det globala vattnets kretslopp och ekologi.

Användningen av is inom olika områden, såsom matkylning och sport, är utbredd. Dessutom är glaciologi, vetenskapen om is, ett allt mer relevant forskningsfält, särskilt i samband med klimatförändringar och dess effekter på ismassor världen över.

Sammanfattningsvis representerar upptäckten av de nya mekanismerna för issmältning av Müsers team ett paradigmskifte som potentiellt kan ha långtgående effekter på förståelsen av is och dess beteende. De exakta konsekvenserna är dock oklart tills vidare.