Тайны переохлажденной воды

Тайны переохлажденной воды

Ученые исследовали микроскопическую структуру воды, которая остается в жидком состоянии даже при пониженных температурах. Это исследование является первым шагом в деле содействия ученым в помощи найти объяснения некоторых свойств воды, которые препятствуют ей замерзать в океанах и превращаться в лед. Именно это и позволяют рыбам и другим водным организмам выживать под поверхностью льда.

Отчет по проведенному исследованию изложен в одной из статей недавно вышедшего выпуска журнала Nature. Исследование посвящено изучению воды с использованием рентгеновских лучей.

При этом изучалась вода, которая находится в жидком состоянии при температуре -46 градусов Цельсия.  Вода имеет много необычных физических особенностей, которые становятся еще более впечатляющими, если вода охлаждается ниже точки замерзания и при этом остается в жидком состоянии. Такая вода получила название переохлажденная.

Есть наблюдение, что жидкости, как правило, уменьшаются в объеме при охлаждении, вода достигает своей максимальной плотности при температуре 4 градуса Цельсия. Как считает профессор Андерс Нильсон из Стенфордского университета, вода при охлаждении ниже 4 градусов Цельсия расширяется, вместо того чтобы сжиматься. Это может объяснить тот факт, почему бутылка с водой при помещении в морозильную камеру может треснуть.

Новое исследование помогает понять, почему лед образуется на поверхности озер, рек и океанов, в то время как вода подо льдом остается в жидком состоянии. Так как верхние слои воды в океане находятся в контакте с холодным воздухом и впоследствии замерзают. Все это приводит к тому, что их температура падает ниже 4 градусов Цельсия, из-за этого их плотность уменьшается, и они начинают плавать на теплых слоях воды, которые расположены ниже.

капли воды

Впоследствии лед, являясь плохим проводником тепла, предотвращает замерзание воды в нижних слоях водоема, то вода может оставаться в жидком состоянии, что позволяет жизни в глубинах развиваться.

Как считает профессор Андерс Нильсон, без этого факта все океаны бы промерзали бы до дна, но поскольку вода становится легче в том случае, если она остывает ниже 4 градусов Цельсия, то она подымается наверх и препятствует проникновению холода в толщу воды.

Как считают ученые, это также порождает движение воды в океане и поступление питательных веществ, необходимых живым организмам в глубине океана.

 

Автор

Запись опубликована 20 Июнь 2014 в разделе Экология