• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 февраля
Мария Осетрова
2
5 905

Физики выяснили, почему поверхность айсбергов не гладкая

4.2

Ученые из Нью-Йоркского университета показали, что на форму тающего льда влияет температура окружающей его воды. Результаты этого исследования помогут учесть дополнительные факторы, вызывающие таяние льдов.

Форма тающего льда при разной температуре / © NYU's Applied Mathematics Laboratory
Форма тающего льда при разной температуре / © NYU’s Applied Mathematics Laboratory

В своем исследовании физики и математики из Нью-Йоркского университета погружали цилиндры изо льда длиной 15-20 сантиметров и диаметром в несколько сантиметров в воду при температуре от плюс двух до десяти градусов Цельсия. Для экспериментов создали сверхчистый лед без пузырьков воздуха и посторонних примесей. Погруженным цилиндрам льда ученые позволяли таять, поддерживая при этом постоянной температуру воды на периферии резервуара.

Оказалось, форма, которую принимает тающий лед, зависит от температуры воды, в которую он был погружен. В частности, при более низких температурах — при четырех градусах и ниже — цилиндры превращались в конусы, обращенные вершиной вниз, при этом совершенно гладкие. При температуре выше семи градусов форма была такой же, но вершина конуса смотрела вверх. Наконец, при температурах от пяти до семи градусов поверхность льда становилась волнистой. Подобные узоры встречаются на айсбергах и других ледяных поверхностях в природе.

Таяния льда при температуре воды, равной шести градусам по Цельсию. / © NYU’s Applied Mathematics Laboratory

Авторы исследования предположили, что разные формы могут возникать из-за различий в температуре и плотности потоков воды, окружающих тающий лед. Эту гипотезу подтвердили компьютерные симуляции. Таяние вызывает градиенты температуры воды вблизи льда, в итоге жидкость в разных местах имеет разную плотность. Под действием гравитации разница в плотности создает потоки вдоль поверхности льда: более тяжелая жидкость опускается, а более легкая поднимается, что приводит к разной скорости плавления в разных местах и, таким образом, изменению формы.

Поскольку плотность воды не зависит линейно от температуры, а имеет максимум при примерно четырех градусах Цельсия, при температуре выше или ниже этой точки потоки имеют разное направление. Обращенные вниз вершины при низких температурах связаны с восходящими потоками, а смотрящие вверх при более высоких температурах — с нисходящими. Волнистые узоры образуются из-за того, что восходящие потоки очень близко к поверхности взаимодействуют с нисходящими потоками дальше, дестабилизируясь в вихри, вырезающие борозды во льду.

Результаты исследования показывают, что по форме тающего льда можно судить о температуре окружающей среды, а также помогают объяснить некоторые характерные формы льда, встречающиеся в природе. В частности — возникновение на их поверхности острых шипов или шпилей, а также волнистых узоров.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 18:08
Александр Березин

Хотя исследователи полагают, что им был Homo sapiens, новые данные вполне совместимы и с другими видами людей.

Вчера, 17:57
Александра Медведева

Американские астрономы установили, что карликовые галактики гораздо чаще, чем думали ученые, содержат в своем центре массивные черные дыры. Результаты их исследования позволят лучше понять историю сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

22 мая
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

-
0
+
Прошлым лето предлагал коллегам исследовать этот вопрос, они отказались, эх, могли бы оформить приоритет...
02.02.2022
-
0
+
Дивное исследование. Мне понравилось
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: