Gheața de apă dulce se poate topi în scoici și țepi

Densitatea ciudată a apei duce la efecte ciudate pe care cercetătorii încă le descoperă.

În mod obișnuit, lichidele devin mai dense cu cât se răcesc mai mult. Dar apa dulce este cea mai densă la 4° Celsius. Pe măsură ce se răcește sub această temperatură, apa devine mai puțin densă și se ridică. Ca urmare, coloanele de gheață scufundate în apă lichidă se pot topi în trei forme diferite, în funcție de temperatura apei, raportează cercetătorii în revista 28 ianuarie. Physical Review Letters.

„Aproape totul” în legătură cu descoperirile a fost surprinzător, spune matematicianul Leif Ristroph de la Universitatea din New York.

Ristroph și colegii săi au ancorat în loc cilindri de gheață ultrapură de până la 30 de centimetri lungime și i-au scufundat în rezervoare de apă la temperaturi cuprinse între 2° și 10° C.

Gheața s-a topit în vârfuri netede, îndreptate în jos, dacă era plasată în apă mai mică de aproximativ 5° C. Simulările au arătat „un lucru ciudat – că apa lichidă rece de lângă gheață este de fapt plutitoare” datorită faptului că este mai puțin densă decât restul apei din rezervor, spune Ristroph. Astfel, acel flux ascendent atrage apa mai caldă mai aproape de baza gheții, determinând-o să se topească mai repede decât partea superioară.

Contrariul s-a produs la temperaturi mai mari de aproximativ 7° C; gheața a format un vârf orientat în sus. Acest lucru se datorează faptului că apa mai rece din apropierea gheții este mai densă decât apa din jur și se scufundă, atrăgând apa mai caldă din partea superioară a gheții și determinând-o să se topească mai repede decât cea de jos, au arătat simulările. Acest lucru se potrivește cu „ceea ce intuiția ta s-ar aștepta”, spune Ristroph.

Între aproximativ 5° și 7° C, gheața s-a topit în coloane frământate. „Practic, apa este confuză”, spune Ristroph, așa că formează straturi diferite, dintre care unele tind să se ridice și altele să se scufunde, în funcție de densitatea lor. În cele din urmă, apa se organizează în „vârtejuri sau vârtejuri de fluid care sculptează ondulațiile ciudate în gheață”.

Este nevoie de mai multă muncă pentru a înțelege interacțiunea complexă a factorilor care pot genera aceste forme și alte forme la topirea gheții în natură (SN: 4/9/21).