• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.02.2022
Мария Осетрова
2
6 158

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 / Автор: Ольга Кузьмина

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
4 часа назад
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

Позавчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

13 июня
Александр Березин

Исследователи из Университетского колледжа Лондона проанализировали влияние космических условий на почки. В результате они пришли к выводу, что на обратном пути астронавтам для выживания потребуется аппарат для диализа. Однако данные из этой же работы вызывают сомнения.

4 часа назад
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Позавчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

-
0
+
Прошлым лето предлагал коллегам исследовать этот вопрос, они отказались, эх, могли бы оформить приоритет...
Asmite Qielee
02.02.2022
-
0
+
Дивное исследование. Мне понравилось
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: