滝に水を供給する川/小川の水は、温度が氷点下 (摂氏約 -6 度) を下回ると過冷却します
冬の間、凍った池や湖を見ることは珍しくありません。水銀がさらに下がると、海ほどの大きさの水域も凍る可能性があります。地球上で最大の海の 1 つである北極海が、1 年を通して薄い氷の層に部分的に覆われ、冬の間は表面がほぼ完全に凍ることを知って驚くかもしれません。
凍った北極海 (クレジット:Incredible Arctic / Shutterstock)
湖や池の凍結は、少なくとも直感的には意味があります。なぜなら、そこに存在する水は常に静止しているため、温度がゼロを下回ると凍結するからです。しかし、滝、つまり大量の乱気流を伴う水域が急速に一方向に流れ、流れの途中で凍結することをどのように説明できますか?
池や湖の水はどのように凍りますか?
水は、非常に冷たい状態で小さな水分子が互いにくっついて動かなくなると氷になります。これはいくつかの分子から始まりますが、隣接する分子もその氷に付着し、水全体が最終的に凍結するまでどんどん大きくなります.
湖や池は滝よりも比較的簡単に凍結します (画像ソース:commons.wikimedia.org)
水分子は多かれ少なかれ静止したままであり、他の分子が互いに離れるのを防ぐため、この方法での水の凍結は池や湖では比較的簡単です。これが、気温が摂氏 0 度に下がると非常に多くの湖が凍る理由です。
一方、滝を凍らせるのはそれほど簡単ではありません。水分子は絶えず動いているため、それらを結合している結合から簡単に外れてしまうからです。したがって、条件ははるかに寒くなければなりません。つまり、流れている滝を凍らせるには、周囲温度が氷点下よりも十分に低くなければなりません。また、滝の水は常に混じり合っているため、滝全体が均一に冷却されるため、目に見える変化が現れるまでに時間がかかります。これは、静止した水 (表面に浮いている水が凍った部分を簡単に見つけることができる場所) とは異なり、滝が凍り始めた場合、実際にその影響に気付くまでに時間がかかることを意味します。
滝が流れの途中で凍る仕組み
美しいと同時に少し不気味です (写真提供:pixabay.com)
それは次のように起こります:滝に水を供給する川/小川の水は、温度が氷点以下 (摂氏約 -6 度) に下がると過冷却します (水が固体にならずに氷点以下の温度になるとき)。 .これにより、水分子が互いにくっつき始め、「フラジル アイス」の小さな固体粒子を形成するにつれて、流れが徐々に遅くなります。フラジル アイスは、水面上で見ると油っぽい外観をしており、小さな針のような形をしたゆるいランダムな方向の氷の結晶の塊です。通常、乱流、開放水、過冷却水を含む川、湖、海、その他の水域で形成されます。
アイスランドのブランダ川の河口を流れるフラジル氷 (画像の出典:Wikipedia.org)
これらの壊れやすい氷の円盤は集まって近くの表面に付着するため、自由落下する滝では、これらの円盤がオーバーハングに付着しますが、崖を流れ落ちる滝では、円盤が冷たい岩にしがみつきます。温度が十分長い間そのレベルに保たれている場合、水が岩から落ちる場所でフラジル氷がアンカーを形成し、水が落ちる高さと同じ高さの柱を作り、下方に成長し始めます!十分な時間が経過すると、滝全体が凍ったように見え、絵のように美しいが、非常にシュールな光景になります。
このプロセスは非常に寒い条件下でのみ発生し、流れる水域を完全に停止させるにはかなりの時間がかかりますが、長いつららが崖から垂れ下がっている凍った滝の画像は、本当に特別なものです.
