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凍結中の木の爆発の背後にある科学を理解する

ザーゴンデザイン/ゲッティイメージズ

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極寒の真冬がアメリカ全土に定着し、それに伴いさわやかな気候に伴うあらゆる楽しみがやって来ます。ホット チョコレート、屋外ホッケー、暖炉の前で過ごす心地よい夜、裏庭で爆発する木々の贅沢な音などです。

最後の現象は実際にはかなり珍しいことですが、国の広い地域を襲った大規模な極度の凍結に先立ってソーシャルメディアに投稿されたウイルスのおかげで、この現象は多くの人々の関心を集めています。ただし、明確にしておく必要があるのは、これらの木は実際には「爆発」しているわけではないということです。実際に起こっているのは、フロストクラッキングと呼ばれる現象です。

木は単なる均質な生きた丸太ではありません。それらは、異なる機能を持つ異なる層で構成されています。木の樹皮は内部の木材よりも早く冷える傾向があり、収縮します。その間、木の内部の樹液が凍結し、結晶化して膨張する可能性があります。これら 2 つの力が組み合わさると樹皮が突然裂け、銃声のような大きな音が発生することがあります。

水や極度の寒さは多くのものを壊す可能性があります

ウラジミール・アルント/シャッターストック

冬と水は、実際には破壊的な組み合わせのようなものです。たとえば、米国の北部地域に家が建てられていない限り、寒波の際にパイプが破裂するという警告を聞いたことがあるでしょう。これは、凍裂が発生するのと同じ理由のいくつかで発生します。寒さによってパイプ内の水が凍ると、膨張する氷の結晶によってパイプが壊れ、多額の配管費用が発生します。

凍震または凍震と呼ばれる現象(地殻地震と混同しないでください)では、同じことが岩石や地下水にも起こる可能性があります。凍震が発生するには、いくつかのことが必要です。まず、地面には岩の間にたくさんの水が存在している必要があります。第二に、温度は短期間で劇的に低下する必要があります。最後に、地面には軽い雪が積もるだけです(雪が多すぎると地面が寒さから遮断されます)。条件が適切であれば、岩と土が割れ、大きな音を立てて地面が揺れます。

凍震を防ぐためにできることはあまりありませんが、パイプや木を守るために講じることができる手順はあります。木を安全に保つために、温度変化をより適切に制御し、秋を通して十分な水を保つために保護樹木ラップを購入できます。パイプに関して言えば、最も簡単な解決策は、凍結が近づいていることがわかっているときにパイプ内の圧力を解放するために水を流し続けることです。サーモスタットを昼夜同じ温度に保つこともできます。暖房費はパイプを修理するよりも安くなります。


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