لماذا يكون لمعظم مكعبات الثلج المجمدة في الصواني انتفاخ يمتد من مركزها إلى أعلى؟ لماذا تكون بعض مكعبات الثلج مسمارًا أعلى سطح المكعب؟ (يمكن أحيانًا العثور على مسامير جليدية ترتفع من الأحواض ومن حمامات السباحة الصغيرة الأخرى التي تكون موجودة في الهواء الطلق أثناء الطقس البارد. لماذا يكون للغطاء الجليدي الذي يُغطّي بِرَك الماء سلسلة من النتوءات التي تُشكّل حلقات في تلك البرك؟ ولماذا تكون هذه النتوءات على الجانب السفلي» من الجليد؟ كيف يمكن للغطاء الجليدي الذي يُغطي بعض الأنهار أن يُشكل قرصًا كبيرًا متحركًا ومنفصلا عن باقي الجليد بفراغ ضيق؟ (يبلغ قطر هذه الأقراص حوالي 50 مترا، وتستغرق حوالي 1,5 ساعة لتدور في دائرة كاملة، وتظلُّ موجودة لشهور. لماذا تُشكّل بعض الأغطية

شكل 1مرحلة مبكرة في عملية تشكل احد المسامير الجليدية

الجليدية التي تُغطي بعض الأنهار صدْعًا طويلًا على شكل مُنحنى الجيب؟ لماذا يحتوي سطح الجليد الذي يُغطي البحيرات وبرك الماء، وحتى مكعبات الثلج أحيانًا، على نتوءات بدلا من أن يكون مستويًا، حتى إذا كانت المياه هادئة خلال عملية التجمد بالكامل ؟ الجواب: عندما تُشكّل جزيئات الماء الجليد لا بدَّ أن يتمدد الماء. وإذا كان الماء موضوعًا في الصينية المخصَّصة لصنع مكعبات الثلج، فلا يمكن له سوى أن يتمدد لأعلى. يكون مركز مكعب الثلج هو آخر ما يتجمد ؛ ومن ثم فإن المحيط الخارجي المتمدد يدفع الماء المجمد إلى الداخل وإلى أعلى. يمكن أن تُشكّل هذه العملية مسمارًا إذا تجمد الجزء العلوي من الماء وشكل طبقةً رقيقة من الثلج، ثم كسر الماء المتمدّد بالأسفل هذه الطبقة، ودفع بباقي الماء السائل من مركز المكعب إلى الخارج عبر الشق. عادة ما يسيل ذلك الماء على قمة الثلج حيث يتجمد، ولكنه أحيانًا ما يتجمد في قشرة مُجوّفة شكل (1). إذا كان مُعدَّل التجمد بطيئًا بما يكفي، يمكن أن يُضغَط المزيد من الماء لأعلى داخل القشرة، ويسيل من القمة ويتجمد ويمدد القشرة إلى أعلى بعد أن يكون كلُّ الماء قد تجمَّد بالفعل، تُكون القشرة مسمارا صلبًا يتَّجه إلى أعلى. تلك المسامير نادرة الحدوث نسبيًّا؛ وذلك لأن تشكلها يعتمد على التوازن بين المعدل الذي ينضغط به السائل إلى أعلى عبر الشق بالقشرة، والمعدل الذي يتجمد به الماء المتبقي في المكعب.

يرجع تكون النتوءات التي تُشبه الحلقات على الجانب السفلي من الغطاء الثلجي الذي يُغطي بركة الماء إلى التجمد الدوري الذي يحدث مع انسياب الماء من أسفل الغطاء. في البداية، حين تكون البركة مملوءة بالمياه، تتشكل طبقة رقيقة من الجليد فوق المياه، وتمتد من جانب البركة إلى جانبها الآخر. وبينما ينساب الماء أسفل هذا الغطاء، يتسرب الهواء أسفل حافته الخارجية، وفي مرحلة ما يتباطأ الانسياب أو يتوقف. يتجمد بعض الماء أسفل الجليد حيث يقابل الهواء الماء ويُشكل نتوءا إلى أسفل. لاحقا، يزيح الانسياب المتزايد المزيد من الماء، فيعزل النتوء، وإذا صار الرَّشْح أبطأ ثانية أو توقف، فيتشكل نتوء آخر إلى الأسفل بالقرب من مركز بركة الماء. ومن ثَمَّ، يمكن أن يتشكل عدد من النتوءات قبل أن ينساب الماء كله من البركة.

يمكن رؤية العديد من الأشكال الغريبة التي تتكون على الجليد الذي يُغطي بِرَك المياه والبحيرات نظرًا لتساقط الثلوج بينما يكون الغطاء الجليدي طافيًا بدلا من أن يكون ثابتا في مكانه يدفع وزن الجليد الطبقة إلى أسفل، أو يتسبب ضغط الماء في إحداث فتحة في أحد الأماكن الضعيفة يمكن بعد ذلك أن ينتشر الماء الذي يرتفع من القاع إلى السطح على الطبقة عبر الجليد ويُميز مساره من خلال إذابة بعض الجليد. إذا كانت الفتحة كبيرة إلى حد ما، فقد يتجمد الماء الذي يرتفع من القاع إلى السطح، مُكوِّنَا قُرضًا دائريا صغيرًا يطفو داخل نطاق تلك الفتحة. إذا حدثت كلُّ هذه الأشياء في أحد الأنهار، فيمكن لتدفق مياه النهر عبر السطح السفلي غير المستوي للقرص أن يجعله يدور. أما الأقراص الجليدية الأكبر التي تتشكل فوق بعض الأنهار في بعض فصول الشتاء، فيرجع تشكلها إلى وجود دوامة في النهر. عندما تتجمع الأطواف الجليدية القادمة عكس اتجاه التيار في الدوامة، فإنها تختلط تدريجيا معًا حتى تُصبح طبقة واحدة تتسبب الحركة الدوامية للمياه في دورانها، بينما يتشكل الجليد فوق باقي النهر، يمنع الدوران المياه الموجودة بين الطبقة وباقي الجليد من التجمد كما يصقل الاحتكاك الذي يحدث بين الطبقة وباقي الجليد الطبقة تدريجيا حتى تُصبح قرصا دائريا.

إذا سُحِبَ غطاء جليدي في اتجاهين، معاكسين، كما قد يحدث إذا كان الغطاء مُثبتًا على الصخور بينما تتدفق المياه أسفله يُمكن أن يزداد الشق الذي يكون مستقيما في بادئ الأمر، ويُصبح على شكل منحنى الجيب مع تحركه بطول الغطاء الجليدي بأكمله.

شوهدت تلك الشقوق المتموجة في الألواح الزجاجية التي تُسحَبُ من الحمامات المائية ثم تُعَرَّضُ لعناصر تسخين، ممَّا يُعرِّض الزجاج إلى الضغط. يعتمد شكل الشقُّ على السرعة التي يتحرك بها اللوح الزجاجي، بحيث يمكن أن يكون الشقُّ مُستقيمًا (إذا كانت حركة اللوح بطيئة)، أو مُتموِّجًا (إذا كانت سرعته معتدلة، أو يمكن أن ينقسم الشقُ الواحد إلى شقين أو أربعة شقوق (إذا كانت سرعة اللوح كبيرة).

عندما تتجمد المياه، فإنها تشكل بلورات جليدية سداسية الشكل. يُسمَّى المحور الذي يمتد عبر مركز البلورة بالمحور «ج» ويكون عمودياً على الوجهين السداسيين. يميل الجليد إلى النمو بشكل أسرع بالتوازي مع الوجوه السداسية، فيما يُسمَّى بـ «المستوى القاعدي». لنفترض أن إحدى البلورات الجليدية بدأت بالنمو ومحورها «ج» عموديًّا؛ ومن ثمَّ يكون مستواها القاعدي أفقيًّا، عندئذٍ تميل البلورة للنمو أفقيًّا وتُخلّف وراءها سطحًا مستويًا على الجليد. على العكس، لو بدأت البلورة بالنمو وكان محورها «ج» أفقيا، ومستواها القاعدي عموديا، فلن يُمكنها الدَّوَران لأنها ستحتلُّ بالبلورات المجاورة، كما أن الطفو يرفعها قليلًا حتى يُحمّل مستواها القاعدي فوق المستوى العام للجليد بقليل. ومن ثُمَّ، تُكون نتوءا. إذا نحَتْ بلورات عديدة المنحى نفسه، فستُشكّل سلسلة من النتوءات على سطح الجليد.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الطبية يُنهي استعداداته لإحياء شهادة الإمام الحسن العسكري (عليه السلام) في سامراء

بالصور.. المؤمنون يتوافدون إلى سامراء لإحياء ذكرى شهادة الإمام الحسن العسكري (عليه السلام)

العتبة العباسية المقدسة تنشر لافتات العزاء بذكرى شهادة الإمام الحسن العسكري (عليه السلام)

الممثل الخاص للأمم المتحدة في العراق يشيد بتجربة مجموعة العميد ويصفها بالأنموذج المتكامل

المزيد

الآخبار الصحية

لا تبحث عن الدواء.. هذه الأطعمة كفيلة بإيقاف ألم الرأس

لا تترك زجاجة الماء في السيارة.. احذر شربها

عادة يومية.. كيف يؤثر تصفيف الشعر على جهازك التنفسي؟

احذر هذه الأطعمة.. تسرع الشيخوخة وتفقد بشرتك شبابها

المزيد

الآخبار التكنلوجية

الأوكتان وتأثيره: نصائح لحماية محرك سيارتك بكفاءة وأمان

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

واتساب يطلق ميزة لتعديل الرسائل بالذكاء الاصطناعي

على الكوكب الأحمر.. ناسا تعثر على "قبعة الساحرة"

المزيد

مواضيع ذات صلة

الأشكال التي تظهر داخل الثلج الذائب

مكعبات الثلج الغائمة

السدود الثلجية التي تتكون على الأفاريز

الكتل الثلجية المتدلية

إلقاء الماء الساخن في الهواء الشديد البرودة

الجليد الهش والجليد الزجاجي المتجمعان على كابلات الكهرباء

رش البساتين لمنع تجمدها

حفظ الخضراوات المخزونة باستخدام حوض من الماء

معدلات تبريد الماء الساخن والدافئ

تناول الجليد البحري

تجميد الماء وتبريده الفائق

السير على الجمر المشتعل