No es pot subestimar la importància de l'aigua en les diverses formes (sòlida, líquida i gasosa) dins de l'atmosfera, ja que té un paper vital en la interdependència entre el cicle de l'aigua i la vida a la Terra. Quan plou o neva, la nostra suposició immediata és que l'aigua no té color i que la neu, intacta i prístina, té un to blanc. En conseqüència, tendim a creure que el gel, com que és una manifestació diferent de l'element líquid, també no tindrà color o apareixerà blanc, sense contemplar possibilitats alternatives. No obstant això, El color gel existeix? De quin color és realment?
En aquest article explicarem tot el que necessita saber sobre el color del gel i les seves característiques.
Formació del gel
A una pressió d´una atmosfera, l´aigua pura té la capacitat de congelar-se a 0ºC. No obstant això, a diferència de la majoria de les substàncies, quan l'aigua es congela, en realitat s'expandeix en volum, cosa que resulta en una disminució de la densitat. Aquesta característica única juga un paper crucial a l'hora de prevenir la congelació completa dels oceans polars de la Terra. El gel format a partir d'aigua congelada flota a la superfície en lloc d'enfonsar-se, cosa que provoca la seva acumulació amb el temps i la propagació a altres masses d'aigua. Aquest fenomen té implicacions importants per a la vida tal com l'entenem actualment, fent-la insostenible en aquestes condicions.
És ben sabut que el Sol emet llum blanca, que en realitat és una combinació de diversos colors. Això es pot observar en passar un feix de llum a través d'un prisma de vidre o en presenciar un arc de Sant Martí, els quals resulten dels fenòmens de refracció, reflexió i dispersió. Quan la llum del sol passa a través de les gotes de pluja, pateix una desviació i una separació, creant una seqüència diferent de colors. Aquesta seqüència comença amb el vermell al costat més extern i avança a través del taronja, groc, verd, blau, indi i finalment violeta cap al centre, formant un degradat continu de colors.
Diferències entre el color de la neu i el color del gel
De vegades, els cims nevats adquireixen un tint vermellós o marró intens, resultat de la interacció de la neu amb nuclis de condensació argilosos o gresos de tonalitat similar. Tot i això, és típic que aquest fenomen meteorològic mostri una aparença blanca, a causa de la seva excepcional capacitat per reflectir la llum solar (aproximadament entre el 70% i el 90% de la radiació solar entrant). Aquesta alta reflectivitat és el resultat dels nombrosos reflexos que es produeixen dins de les bombolles d'aire atrapades a la neu, concentrades en una fina capa a prop de la superfície del mantell de neu.
En cas que l'aigua es congelés completament sense impureses, s'obtindria un gel transparent, una mica poc comú a la natura. Tot i això, durant el procés de congelació, les bombolles d'aire queden atrapades dins del gel, actuant com a prismes que creen nombrosos reflexos i dispersen els colors de l'espectre visible, donant finalment al gel la seva aparença blanca. La intensitat de la blancor és directament proporcional a la quantitat de reflexió que es produeix, que es correlaciona amb la quantitat de bombolles d'aire presents. Aquest to blanc juga un paper crucial en la regulació de la temperatura de la Terra en reflectir eficaçment la llum solar, contribuint significativament a l'albedo del planeta.
La capacitat reflectora d'aquesta coloració és important en la regulació de la temperatura de la Terra en contribuir significativament a l'albedo, que mesura la quantitat de radiació solar reflectida cap a l'espai. L'albedo és un factor clau per influir en el clima global i la seva evolució. La reducció de l'albedo durant determinades estacions als pols és un dels factors que contribueixen al fenomen de l´escalfament global induït per l´home.
Llocs on el gel no és blanc
Fins ara, els elements han estat força predictibles: aigua sense color, gel transparent i neu predominantment blanca. Però, què passa quan ens topem amb una formació de gel substancial?
En situacions com les que es troben a les bosses de gel, les àrees de gel perpetu o les glaceres, l'acumulació de neu caiguda condueix a un gel més compactat, cosa que resulta a la compressió de l'aire atrapat al seu interior i permet una absorció més gran de la llum solar per part de la massa congelada.
Quan no hi ha bombolles, la llum té la capacitat de viatjar més profundament al gel, i és absorbida gradualment a mesura que avança cap a les profunditats. La llum del sol es compon de diversos colors amb longituds d'ona diferents, on el vermell té la longitud d'ona més llarga i el blau la més curta. Els diferents colors tenen diferents nivells de penetració: el vermell és fàcilment absorbit pel gel i el blau pot assolir majors profunditats. En conseqüència, a mesura que un raig de llum blanca s'endinsa més al gel, perd colors gradualment i finalment deixa només el to blau a la massa congelada.
Gel verd
Ja hem vist que el color del gel, en general, depèn de com la llum hi interactua. El gel pur, sense impureses ni bombolles d'aire, és en realitat blau. Això és perquè l'aigua absorbeix més els colors de longitud d'ona més llarga (vermells i grocs) i menys els de longitud d'ona més curta (blaus i verds). Tot i això, el gel verd té característiques úniques que li donen aquest color tan distintiu.
Hi ha diverses raons per les quals el gel pot aparèixer verd:
- Presència d'algues i altres organismes: En algunes regions polars, especialment a l'Antàrtida, el gel pot contenir petites algues que tenen pigments verds. Aquestes algues queden atrapades al gel durant la seva formació, donant al gel un to verdós.
- Impureses minerals: Una altra explicació és la presència d'impureses minerals al gel. Quan l'aigua de mar es congela, podeu atrapar partícules d'òxids de ferro i altres minerals que poden tenir un to verdós. Aquestes impureses es distribueixen dins del gel, i quan la llum passa a través seu, aquestes partícules poden reflectir i dispersar la llum d'una manera que faci que el gel sembli verd.
- Estructura i densitat del gel: La manera com el gel es forma i s'estructura també pot influir en el seu color. El gel que es comprimeix i es densifica, eliminant les bombolles dʻaire, pot permetre una transmissió de llum diferent que, combinada amb altres impureses, pot resultar en un color verd.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre el color del gel i les seves característiques.