Физики выяснили, почему поверхность айсбергов не гладкая
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии