يعلم الناس الذين يعيشون بالقرب من البحر في أقصى الشمال أن جليد البحر الذي تجمد حديثا يكون شديد الملوحة بحيث يستحيل أكله، أو إذابته كي يُشرب، غير أن الجليد البحري الأقدم عمرًا يكون صالحًا لذلك. كما أنهم يعلمون أيضًا أن بإمكانهم أن يُسرعوا من عملية تحويل الجليد من غير مُستساغ إلى مُستساغ إذا أخرج الجليد الذي تجمد حديثا من المياه، خاصة في أشهر الربيع أو الصيف الدافئة. لماذا يُصبح الجليد أقل ملوحة في الطقس الأدفأ حين يكون من المنتظر أن يُقلّل التبخّر من كمية الماء الموجود داخل مكعبات الثلج بحيث يجعل الثلج الباقي أشدَّ مُلوحة؟

الجواب: عندما تتجمد مياه البحر، يُضغَط الملح والشوائب الأخرى داخل الخلايا بدلا من أن يصير ضمن هيكل البلورة الجليدية. وبما أن هذه الخلايا المالحة» يمكن أن تكون مترابطة، يخرج المحلول المالح ببطء من الجليد. إذا ارتفعت درجة حرارة الجليد كما يحدث عندما يُستخرج الجليد من البحر إلى الشاطئ ويُترك في ضوء الشمس، تتَّسع خلايا المحلول الملحي ويزيد معدل الرشح.

بالإضافة إلى الرَّشْح عبر الخلايا المترابطة تهاجر الخلايا في اتجاه درجات الحرارة الأعلى. إذا كان الجليد جزءًا من نوحٍ جليدي يُغطي الماء، يكون هذا الاتجاه نحو الأسفل وذلك لأن قاع الغطاء عند السطح الذي يُلامس فيه الماء الجليد يكون عند نقطة التجمد بينما يُمكن أن يكون الهواء الخارجي (عند السطح الذي يُلامس فيه الهواء الماء) أقل بكثير من نقطة التجمد.

في الخلية المالحة التي تظهر في شكل1 ، يكون الجزء العلوي من الطبقة الجليدية عند درجة حرارة الهواء سالب 5 درجات مئوية، والجزء السفلي من الطبقة عند نقطة التجمد البالغة صفر مئوية، والمياه المالحة الموجودة داخل الخلية عند درجة سالب 2 درجة مئوية. لا يكون الماء الداخلي مُتجمِّدًا؛ لأن الملح يُقلّل النقطة التي يتجمد عندها الماء (تتعارض جزيئات الملح مع قدرة جزيئات الماء على أن تُحافظ على نفسها ثابتة داخل هيكل البلورة الجليدية. يذوب الجليد الموجود أسفل الخلية تدريجيا لأن الطاقة الحرارية تُوَصَّل من قاع الطبقة الجليدية إلى أعلى تتجمد المياه الموجودة أعلى الخلية تدريجيا لأنَّ الطاقة الحرارية تُوَكَّلُ من القاع صعودًا إلى الجزء العلوي من الطبقة الجليدية. وبهذه الطريقة تُهاجر الخلية إلى أسفل، وعندما تصل إلى قاع الطبقة، تُطلق ملحها في الماء الموجود أسفل الطبقة المتجمدة. وبذلك، تتخلَّص الطبقة الجليدية تدريجيا من ملجها.

شكل :1 خلية مالحة تتحرك للأسفل عبر إحدى الطبقات الجليدية إلى الماء بالقاع.

يرتبط انتقال الطاقة في قاع الخلية بالنتائج المفاجئة التالية: إذا وُضِعَ مكعب من الثلج (من الماء النقي) درجة حرارته سالب 1 مئوية في مياه شديدة الملوحة درجة حرارتها سالب 1 مئوية، فسيذوب مكعب الثلج على الرغم من أن درجتي حرارتهما متطابقتان لشرح هذه النتيجة لنفترض أنَّ الملح يُقلل من نقطة تجمد المياه المالحة إلى سالب 2 درجة مئوية، لنُفكِّر الآن في جزيئات الماء الموجودة عند سطح المكعب. ستكون تلك الجزيئات أدفأ قليلا من نقطة التجمُّد المنخفضة للمياه المالحة المجاورة؛ لذا عادةً ما تغادر المكعب. أما الجزيئات الموجودة في المياه المالحة بجوار المكعب، فتكون أبرد قليلا من نقطة التجمُّد العادية في الجليد النقي للمكعب، لذا تميل إلى الانضمام إلى المكعب. ومع ذلك، تمنع جزيئات الملح اتحادهما عن طريق ربط جزيئات الماء. (سيتأين جزيء الملح في الماء، ثم تتجمع جزيئات الماء حول الأيونات كما يتجمع الأطفال حول شاحنة المثلجات.) ومع مغادرة جزيئات الماء للمكعب وعدم إضافة أي منها، يذوب المكعب.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مع وصول الزيارة ذروتها.. العتبة العباسية المقدسة تستنفر ملاكاتها لخدمة زائري مرقدي الإمامين العسكريين (عليهما السلام)

قسم الشؤون الطبية: الخطة الخدمية في سامراء تضمنت مشاركة نحو ٥٠ متطوعًا من ثلاث محافظات

عبر محطات الإجابة عن الاستفتاءات الشرعية مشروع التبليغ الحوزوي يقدّم خدماته لزائري مدينة سامراء

قسم حفظ النظام يشارك في تأمين زيارة الإمام الحسن العسكري (عليه السلام) بمدينة سامراء

المزيد

الآخبار الصحية

دون آثار جانبية.. زيت عشبة طبيعية قد يعالج القلق

"ليكانيماب".. علاج الزهايمر يطرح رسميا في السوق الألمانية

متى يجب تنظيف الأسنان في الصباح.. قبل أم بعد الإفطار؟

ارتفاع الوفيات.. منظمة الصحة تدق جرس الإنذار بشأن الكوليرا

المزيد

الآخبار التكنلوجية

"واتساب" يطلق خاصية جديدة لكتابة الرسائل بالذكاء الاصطناعي

الأوكتان وتأثيره: نصائح لحماية محرك سيارتك بكفاءة وأمان

حرب شهر سبتمبر تشتعل.. ماذا في جعبة أبل وسامسونغ؟

واتساب يطلق ميزة لتعديل الرسائل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

ما العامل المسئول عن تكوين الأشكال العامة لبلورات الثلج؟

الجلاميد الجارفة

لفائف الثلج

التزحلق على الجليد وصنع كرات الثلج

أكواخ الإسكيمو الجليدية

الأحجار التي تُلفّظ من تربة الحدائق والأراضي المنمطة

التزلج

لمس أو لعق أنبوب بارد

البروزات التي تتكوّن في التربة شتاء والبينجو الذي يتكون في التربة الصقيعية

المضلعات الجليدية القطبية

الأشكال التي تظهر داخل الثلج الذائب

مكعبات الثلج الغائمة