Команда физиков из Нью-Йоркского университета изучила процесс таяния льда при разных температурах. Ученые для экспериментов создали сверхчистый «прозрачный» лед, свободный от пузырьков и примесей, а затем наблюдали за таянием, когда лед опускали в резервуары с пресной водой в специально спроектированной «холодильной комнате».
Покадровая фотография использовалась для записи подробных изменений формы льда, а математические модели использовались для подтверждения основных процессов, которые изменили форму льда при его взаимодействии с окружающей водой.
«Формы и рисунок льда являются чувствительными индикаторами условий окружающей среды, что позволяет нам «считывать» форму и делать выводы о таких факторах, как температура окружающей среды», — сообщил физик-экспериментатор Лейф Ристроф.
Ученые экспериментировали в диапазоне температур от 0 до 10 градусов по Цельсию, при которых обычно тает лед в природных водах. При очень низких температурах (ниже 5 градусов по Цельсию) кусочки льда приобретали форму шипа, направленного вниз. При более высоких температурах (выше 7 градусов по Цельсию) форма шипа была такой же, только на этот раз она была направлена вверх.
При промежуточных температурах лед становился волнистым и покрывался рябью по мере таяния. Это соответствует так называемым узорам гребешков, которые иногда встречаются на тающем льду в природе. Различия связаны с изменениями потока воды, контролируемым температурой, которая, в свою очередь, находится в постоянном движении по мере того, как холодный лед просачивается в воду.
По мере таяния льда, объясняют исследователи, температура воды вокруг него становится многослойной, а это означает переменную плотность жидкости. Поскольку более тяжелая жидкость опускается, а более легкая поднимается под действием силы тяжести, таяние происходит с разной скоростью в разных местах на льду, вызывая изменения формы.
Всплески вниз соответствуют восходящим потокам воды, а восходящие всплески соответствуют нисходящим потокам воды. Волнообразные узоры возникают, когда восходящие потоки и нисходящие потоки взаимодействуют друг с другом.
«Результаты нашего исследования помогают объяснить некоторые характерные формы льда, наблюдаемые в природе, в частности, так называемую вершинную морфологию айсбергов, состоящую из острых шипов или шпилей, и так называемые гребешки, состоящие из волнистых узоров ям», — заявил Ристроф.
По его словам, более широкий контекст работы связан с изменением климата и увеличением скорости таяния льда на планете. Климатологам важно знать подробную физику и математику таяния льда, поскольку они являются ключевыми компонентами более крупных климатических моделей.
По материалам Science Alert
Фото: Depositphotos
Читайте также:
От чего зависит форма снежинки?
Туристическое страхование часто воспринимается как дополнительная трата средств, которой можно избежать. Однако, это ошибочное представление,…
Открытие учетной записи на игровой площадке обычно вознаграждается подарком. Иногда клиенту для этого достаточно завести…
В мире виноделия существует напиток, который завоевал сердца многих гурманов своим уникальным вкусом и ароматом.…
Рынок азартных развлечений в Украине активно развивается, что заметно по регулярному пополнению списка легальных онлайн-казино.…
Туризм ради игры становится всё более популярным среди путешественников по всему миру. Казино уже давно…
Рассказываем о бонусах Vbet. Мы расскажем о разных видах поощрений - как стандартных для всех…