¡Schlichting!: Pilares de hielo desde el suelo.
En la superficie del suelo húmedo, el agua que sale de los capilares a veces se congela formando finas agujas de hielo. Estos se agrupan en haces y crecen hacia arriba en forma de columna como un peine de nieve.
©E. Joaquín Schlichting (detalle)
Pilares de hielo de las colinas: Delgadas hebras de hielo se elevan desde un suelo arcilloso y parcialmente arenoso en una pendiente húmeda.
Después de que la temperatura del aire cayera justo por debajo del punto de congelación un día de invierno, salí en busca de nieve capilar. De hecho, se consideran favorables las siguientes condiciones: aire frío sobre el suelo, donde la temperatura es ligeramente superior a cero grados centígrados. Sin embargo, mi búsqueda no tuvo éxito. Al parecer, otras condiciones para la aparición del más delicado de todos los tipos de hielo no se cumplieron tan bien como en años anteriores.
Sin embargo, mi decepción se desvaneció rápidamente cuando, mientras regresaba a la ladera de la montaña, sin apenas vegetación, unos copos de nieve de aspecto extraño brillaron en mi cara. Parecían haber sido exprimidos de la base con una manga pastelera utilizada para glasear pasteles. Sin embargo, en muchos casos, la sección transversal de los copos de nieve coincidía exactamente con la forma de los agujeros de los que emergían. Algunas estructuras llevaban el trozo de suelo faltante en su extremo como un sombrero. En algunos casos, hilos adyacentes trabajaron juntos para levantar un pequeño bloque de tierra del suelo.
El suelo en el que se descubrió la cresta de hielo era en parte arenoso y en parte arcilloso. A excepción de la delgada y congelada corteza de la superficie, la superficie era relativamente lisa gracias a la humedad, e incluso cedió bajo el peso de mi cuerpo en ciertos lugares.
Si miras de cerca los conos, puedes ver que están formados por un montón de agujas de hielo congeladas juntas. De ahí su nombre en inglés «Needle Ice». Por otro lado, el término alemán Kammeis se refiere a la estructura alineada de manera similar de todo un sistema de conos. La longitud máxima que he encontrado para ejemplares es de unos 15 cm. En condiciones especialmente favorables, pueden crecer el doble.
©E. Joaquín Schlichting (detalle)
El suelo llevado Las columnas a veces llevan consigo partes del suelo del que crecen.
El hielo de las colinas se forma principalmente por el agua que penetra en la superficie desde los poros del suelo húmedo, arenoso y poroso. Suele evaporarse allí. El flujo de fluido es impulsado por fuerzas capilares, que dependen de una conexión física fundamental: se necesita menos energía interfacial para formar una interfaz entre arena hidrófila que entre arena y aire. Dado que en las condiciones adecuadas siempre se libera al medio ambiente la mayor cantidad de energía posible (segunda ley de la termodinámica), el aire siempre es sustituido por agua y, por tanto, expulsado de los poros.
Hay una física asombrosa escondida detrás de muchos objetos cotidianos. Sientelo por muchos años Hans Joaquín Schlichting Explica estos fenómenos en su columna para lectores de “Spectrum of Sciences”. Schlichting es profesor de física de la educación y trabajó en la Universidad de Münster hasta su jubilación.
Cuando la temperatura del aire desciende por debajo de cero grados centígrados, el agua se congela en los orificios de salida. Luego, impulsadas por el flujo de agua, las agujas de hielo se separan del suelo. Este proceso se ve favorecido por el hecho de que el agua congelada se expande. El líquido resultante se congela al entrar en la zona fría. Por lo tanto, siempre se mantiene el contacto entre los capilares llenos de agua y las agujas de hielo.
Combinación muy favorable
En la zona de transición entre el suelo y el aire frío, las agujas adyacentes generalmente se congelan juntas en haces y forman una estructura columnar bastante gruesa: un peine de hielo. La energía interfacial vuelve a ser crucial para este propósito. Debido a que hay mucho menos calor entre el agua y el hielo que entre el aire y el hielo, este proceso también está impulsado en gran medida por la liberación de energía al medio ambiente. Estas fusiones también se producen cuando los cubitos de hielo frescos entran en contacto entre sí.
Ice Ridge no se ve con frecuencia. Evidentemente, las condiciones externas como la humedad del suelo, la temperatura del aire o la humedad deben coincidir. Incluso cuando se cumplen estos requisitos, las columnas de hielo de las crestas a menudo se retuercen, se retuercen y, en ocasiones, forman estructuras extrañas. La heterogeneidad y la inestabilidad de la capa de permafrost son responsables de esto. Por un lado, debe ser lo suficientemente fuerte para sujetar los conos, pero por otro lado, debe ser lo suficientemente flexible para permitir movimientos de crecimiento a través de la capa de escarcha.
Incluso las agujas de hielo inmediatamente adyacentes experimentan condiciones ligeramente diferentes y crecen a diferentes velocidades o en direcciones ligeramente diferentes. Debido a las uniones rígidas en la estructura de la columna, se producen las correspondientes curvaturas. La tendencia es siempre hacia el lado de las agujas de crecimiento más lento. A veces se parece poco a los dientes rectos del peine del mismo nombre.
©E. Joaquín Schlichting (detalle)
Caos en el suelo Muchas agujas de hielo emergen del suelo y crecen en diferentes direcciones.
El día que se descubrió la cresta de hielo, el hielo comenzó a derretirse a medida que aumentaba la temperatura del aire. Esto hizo que los tornillos desaparecieran, lo que provocó que se cayeran en filas, dejando finalmente un campo helado de escombros detrás. Esto demostró la correlación precisa entre la resistencia de la capa de permafrost y su susceptibilidad a la deformación. La relación es responsable de la longitud limitada de la lengüeta, especialmente en pendientes. Debido a la gravedad, simplemente caen cuando alcanzan una altura crítica.
“Diseño y Transformación / Entretenimiento Eterno para la Mente Eterna”Johann Wolfgang von Goethe
Debido a que las columnas de hielo de las crestas a menudo levantan partes del suelo, cada vez se mueve un poco de tierra pendiente abajo. A largo plazo, este fenómeno podría contribuir al asentamiento del paisaje.
La naturaleza ha creado otras dos formas de pilares de hielo que son similares en apariencia y cada uno de ellos se esfuerza hacia arriba en condiciones específicas. Estos incluyen los carámbanos de pelo mencionados al principio y los carámbanos que a veces se forman en vasos llenos de agua que se congelan. Aparte del hecho de que todos están hechos de agua congelada, dependen de mecanismos completamente diferentes.
Permita que Javascript mantenga la funcionalidad completa de Spektrum.de.
«Alborotador. Amante de la cerveza. Total aficionado al alcohol. Sutilmente encantador adicto a los zombis. Ninja de twitter de toda la vida».
