Sciencemag.cz
Doporučujeme
Některé rampouchy vznikají s rovných povrchem, jiným na na něm v průběhu růstu vytvářejí vlnky, nejčastěji vodorovné nebo ve tvaru písmene V.
Experimentální fyzikové z Torontské univerzity nyní došli k závěru, že za to mohou ve vodě rozpouštěné látky a mechanické nečistoty. Ty se při tvorbě rampouchů zachycují uvnitř a následně vytvářejí příslušné vzory, které nakonec na povrchu získají podobu vln. Při pěstování rampouchů výzkumníci zkusili přidat do vody chlorid sodný, dextrózu nebo fluorescenční barvivo.
„Dosavadní teorie předpokládaly, že vlnění je výsledkem účinků povrchového napětí v tenké vrstvě vody, která při tvorbě ledu protéká materiálem,“ uvádí spoluautor studie Stephen Morris. „Nyní vidíme, že tvorba vln nezávisí na povrchovém napětí. Dokonce nezávisí ani pouze na vlastnostech vnějších ledových vrstev, ale souvisí se vzorci nečistot uvnitř ledu.“
Dřívější experimenty ve stejné laboratoři se soustředily pouze na sůl. Nové výsledky ukazují, že na typu příměsi tolik nezáleží – pokud jde o samotný vznik vlnek, pak rozhodující je, aby mrznoucí voda nebyla čistá. Dále je důležitá koncentrace příslušné nečistoty; z toho lze odvodit, že před sebou máme fyzikální, nikoliv chemický nebo fyzikálně-chemický jev. Jak a proč k tomu všemu dochází, to ovšem prozatím nevíme.
Podobné hrátky nejsou bez praktického významu, protože k růstu ledu dochází na površích letadel a lodí nebo i na elektrickém vedení. Zejména stávající modely akumulace ledu na elektrickém vedení jsou podle autorů nové studie považovány za nedostatečně korespondující s realitou.
Průřez rampouchem v polarizovaném světle, na kterém je vidět krystalická struktura ledu a v ní tmavé oblasti nezamrzlé vody obsahující nečistoty. Kredit: J. Ladan a S. W. Morris
John Ladan et al, Pattern of inclusions inside rippled icicles, Physical Review E (2022). DOI: 10.1103/PhysRevE.106.054211
Zdroj: University of Toronto / Phys.org
Slaná voda mrzne při nižší teplotě, tedy místa s lokálně vyšší koncentrací soli více tečou.