Pixabay License. Volné pro komerční užití

Tvary tajícího ledu závisejí na teplotě okolní vody

Tým matematiků a fyziků zjistil, jak jsou útvary z ledu utvářeny vnějšími silami, například teplotou vody. Led podle okolností může mít jak různý tvar, tak i „vzorkování“, tj. speciální podobu povrchu.
„Naše práce pomáhá pochopit, jak tání ledu vyvolává neobvyklé vzorce proudění, které následně ovlivňují další tání,“ uvádí spoluautorka příslušné studie Alexandra Zidovska z New York University. Tání ledu ve vodě vědci sledovali prostřednictvím řady experimentů. Ty byly provedeny s ultračistým ledem bez bublinek a nečistot, navíc v prostředí s přesně řízenou teplotou. Vědci sledovali teplotní rozmezí 0–10 °C, tedy takové teploty, za nichž led ve vodě normálně v přírodě taje, ale i v tomto rozmezí se podařilo určit řadu rozdílů.
Při teplotách pod 5 °C získávají kusy ledu tvar špičky směřující dolů – podobně jako vypadají rampouchy, ale tvar vodního ledu je v tomto případě dokonale hladký (bez zvlnění). Při teplotách nad přibližně 7 °C se vytvoří stejný základní tvar, ale obráceně – hrot míří vzhůru. V intervalu mezi těmito teplotami má led na svém povrchu roztavené vlnky. Podobné vzory se v přírodě vyskytují na ledovcích a jiných ledových plochách.
Jak uvádí průvodní tisková zpráva, tání vyvolává gradienty teploty vody v blízkosti ledu, což způsobuje, že kapalina na různých místech má různou hustotu. To vytváří toky způsobené gravitací – těžší kapalina klesá a lehčí stoupá – a takové toky podél povrchu vedou k různé rychlosti tání na různých místech, a tím i ke změnám tvaru. U vody se tyto procesy liší od tání v jiných kapalinách tím, že má velmi nezvyklou závislost hustoty na teplotě s maximem hustoty kolem 4 °C.
Právě tato vlastnost je podle nové studie zodpovědná za vznik velmi rozdílných proudů v závislosti na přesné hodnotě teploty vody. Špičky při nízkých teplotách mají být spojeny s vzestupnými proudy vody, zatímco špičky při vyšších teplotách mají na svědomí proudy sestupné. Hřebenovité obrazce vznikají proto, že vzestupné proudy velmi blízko povrchu interagují se sestupnými proudy ve větší vzdálenosti a výsledkem je vznik vírů, které vyřezávají do ledu důlky.
Závary studie mají vysvětlovat i v přírodě pozorovanou morfologii ledovců (poznámka: asi jen částečně, nejsou jen vodní ledovce), s jejich jehlicemi a hřebeny/vlnovkami střídajících se vrcholků a jamek. V širších souvislostech pak matematika a fyzika tání ledu na malých měřítkách ovlivňuje i fungování/tání ledu ve větším měřítku, to dále zase souvisí např. i s modelováním klimatu atp.

Scott Weady et al, Anomalous Convective Flows Carve Pinnacles and Scallops in Melting Ice, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.044502
Zdroj: New York University / Phys.org

Zmenšování lidského mozku se nepotvrdilo

O podivném výzkumu, dle kterého se měl lidský mozek začít zmenšovat asi před 3 000 …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close