Πώς παγώνουν οι καταρράκτες στη μέση της ροής;

Το νερό στο ποτάμι/ρυάκι που τροφοδοτεί με νερό τον καταρράκτη υπερψύχεται όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το σημείο πήξης (περίπου -6 βαθμοί Κελσίου)

Δεν είναι ασυνήθιστο να βλέπεις παγωμένες λίμνες ή λίμνες κατά τη χειμερινή περίοδο. Όταν ο υδράργυρος πέσει ακόμη περισσότερο, υδάτινα σώματα τόσο μεγάλα όσο ο ωκεανός μπορεί επίσης να παγώσουν. Ίσως εκπλαγείτε όταν μάθετε ότι ο Αρκτικός Ωκεανός, ένας από τους μεγαλύτερους ωκεανούς στον πλανήτη, παραμένει εν μέρει καλυμμένος από ένα λεπτό στρώμα πάγου καθ' όλη τη διάρκεια του έτους και παγώνει σχεδόν εντελώς στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια του χειμώνα.

Ο παγωμένος Αρκτικός Ωκεανός (Συντελεστές:Incredible Arctic / Shutterstock)

Το πάγωμα μιας λίμνης ή μιας λίμνης εξακολουθεί να έχει κάποιο νόημα, τουλάχιστον διαισθητικά, επειδή το νερό που υπάρχει σε αυτές παραμένει ακίνητο όλη την ώρα, επομένως παγώνει όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το μηδέν. Αλλά πώς μπορείτε να εξηγήσετε τους καταρράκτες, δηλαδή τα υδάτινα σώματα με πολλές αναταράξεις που ρέουν μονής κατεύθυνσης με γρήγορο ρυθμό και γίνονται παγωμένα στη μέση ροή;

Πώς παγώνει το νερό σε λίμνες/λίμνες;

Το νερό μετατρέπεται σε πάγο όταν μικρά μόρια νερού κολλούν μεταξύ τους σε πολύ ψυχρές συνθήκες και σταματούν να κινούνται. Αυτό ξεκινά με λίγα μόρια, αλλά τα γειτονικά μόρια προσκολλώνται επίσης σε αυτόν τον πάγο, καθιστώντας τον όλο και μεγαλύτερο έως ότου παγώσει τελικά ολόκληρο το σώμα του νερού.

Οι λίμνες και οι λίμνες παγώνουν σχετικά πιο εύκολα από τους καταρράκτες (Πηγή εικόνας:commons.wikimedia.org)

Η κατάψυξη του νερού με αυτόν τον τρόπο είναι σχετικά εύκολη σε λίμνες και λίμνες, καθώς τα μόρια του νερού παραμένουν λίγο-πολύ ακίνητα, εμποδίζοντας άλλα μόρια να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο. Αυτός είναι ο λόγος που τόσες πολλές λίμνες παγώνουν όταν η θερμοκρασία πέσει στους 0 βαθμούς Κελσίου.

Από την άλλη πλευρά, το πάγωμα ενός καταρράκτη δεν είναι τόσο εύκολο, καθώς τα μόρια του νερού κινούνται συνεχώς και επομένως μπορούν εύκολα να αποκολληθούν από τους δεσμούς που τα συγκρατούν. Επομένως, οι συνθήκες πρέπει να είναι πολύ πιο κρύες, πράγμα που σημαίνει ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος πρέπει να είναι πολύ κάτω από τη θερμοκρασία παγώματος για να παγώσει ένας καταρράκτης που ρέει. Επιπλέον, δεδομένου ότι το νερό σε έναν καταρράκτη αναμειγνύεται συνεχώς, η ψύξη πραγματοποιείται ομοιόμορφα σε ολόκληρο τον καταρράκτη, επομένως χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να εμφανιστούν οποιεσδήποτε άμεσα αισθητές αλλαγές. Αυτό σημαίνει ότι, σε αντίθεση με το στάσιμο νερό (όπου μπορείτε εύκολα να εντοπίσετε παγωμένα μπαλώματα νερού που επιπλέουν στην επιφάνεια), εάν ένας καταρράκτης αρχίσει να παγώνει, θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να παρατηρήσετε πραγματικά τα αποτελέσματα.

Πώς ένας καταρράκτης παγώνει στη μέση της ροής;

Όμορφο και λίγο τρομακτικό ταυτόχρονα (Photo Credit :pixabay.com)

Συμβαίνει έτσι:το νερό στο ποτάμι/ρυάκι που τροφοδοτεί με νερό τον καταρράκτη υπερψύχεται (όταν το νερό έχει θερμοκρασία μικρότερη από το σημείο πήξης του χωρίς να γίνει στερεό) όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το σημείο πήξης (γύρω στους -6 βαθμούς Κελσίου) . Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια σταδιακή επιβράδυνση της ροής καθώς τα μόρια του νερού αρχίζουν να κολλούν μεταξύ τους και να σχηματίζουν μικροσκοπικά, στερεά σωματίδια «frazil ice». Ο πάγος Frazil, ο οποίος έχει μια λιπαρή εμφάνιση όταν φαίνεται στην επιφάνεια του νερού, είναι ένα σύμπλεγμα χαλαρών κρυστάλλων πάγου με τυχαία προσανατολισμό, σε σχήμα μικροσκοπικών βελόνων. Συνήθως σχηματίζεται σε ποτάμια, λίμνες, ωκεανούς και άλλα υδάτινα σώματα που περιέχουν τυρβώδες, ανοιχτό και υπερψυκτικό νερό.

Ο πάγος Frazil ρέει στις εκβολές του ποταμού Blanda στην Ισλανδία (Πηγή εικόνας:Wikipedia.org)

Αυτοί οι εύθραυστοι δίσκοι πάγου συγκεντρώνονται και προσκολλώνται σε κοντινές επιφάνειες, έτσι στους καταρράκτες που πέφτουν ελεύθερα, αυτοί οι δίσκοι προσκολλώνται στην προεξοχή, ενώ σε καταρράκτες που ρέουν κάτω από έναν γκρεμό, οι δίσκοι προσκολλώνται στους κρύους βράχους. Με την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία παραμένει σε αυτό το επίπεδο για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, ο εύθραυστος πάγος σχηματίζει μια άγκυρα στο σημείο όπου το νερό πέφτει από τα βράχια και αρχίζει να αυξάνεται προς τα κάτω, δημιουργώντας μια στήλη τόσο ψηλή όσο το ύψος από το οποίο πέφτει το νερό! Αφού περάσει αρκετός χρόνος, ολόκληρος ο καταρράκτης φαίνεται να έχει παγώσει, δημιουργώντας ένα γραφικό, αλλά εξαιρετικά σουρεαλιστικό θέαμα.

Παρόλο που η διαδικασία λαμβάνει χώρα μόνο σε πολύ ψυχρές συνθήκες και χρειάζεται αρκετός χρόνος για να ακινητοποιηθεί πλήρως ένα ρέον υδάτινο σώμα, η εικόνα ενός παγωμένου καταρράκτη με μακριά παγάκια που κρέμονται από έναν γκρεμό είναι πραγματικά κάτι ξεχωριστό. P>