氷はいつも同じように溶けるわけではない。この映像がそれを証明している

水には、どこにでもあることから当然のように思われがちな珍しい特性がある。他のほとんどの液体と異なり、水は4℃以下に冷えると膨張するため、氷点下近くの水は温かい水の上に上昇し、「熱い空気は上昇する」というよく知られた観察を説明する一般的な流体力学の概念に反する。これらの渦巻き模様は、溶ける氷にさまざまな形を刻むことができる。ニューヨーク大学の研究チームがPhysical Review Lettersで報告したように、結局のところ、氷柱は、氷が沈んでいる水の温度に応じて、水中でさまざまな形に溶けることができるのだ。

物理学者で数学者のレイフ・リストロフ氏が率いる研究では、垂直の円筒形の氷が2℃から10℃の湯の中でどのように溶けるかを調べた。4℃以下では、氷は尖った滑らかな垂れ下がった歯のような構造に削られ、わずかに温かい水が湯の底に沈み、構造の上部に比べて氷の下部の融解が加速される。

気温が7℃以上になると、形状が反転し、今度は温かい水が上昇して氷の上部の融解が早まったため、代わりに尖塔が現れました。

4°C から 7°C の間の中間の水温では、より複雑な形状が生まれました。暖かい水とわずかに冷たい水が混ざり合った水は、氷の表面近くに垂直の渦の柱など、複雑な流れのパターンを作り出しました。その結果、氷にはうねる山と谷が刻まれました。

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この研究は、氷の融解過程の複雑さを解明するだけでなく、科学者が氷塊の形状を調べるだけで、その環境条件を推測できるようにもしている。気候変動というより広い文脈で考えると、この研究は、気温上昇が自然の氷の形成にどのような影響を与えるかを知るのに役立つかもしれない。氷山や氷河が融解水を放出すると、それらが残す氷構造がその環境に関する情報をコード化し、温暖化の影響の高まりによって左右される周囲の気温を示唆する可能性がある。