Ískristallar

náttúrulegur ískristall

Los ískristallar Þeir hafa alltaf verið viðfangsefni vísindamanna í ljósi sérkennilegrar og sláandi lögunar. Ef við skoðum þau í smásjá getum við séð að þau hafa stórbrotin rúmfræðileg form og það er sláandi hvers vegna þessi rúmfræðilegu form verða til í náttúrunni.

Í þessari grein ætlum við að segja þér hverjar niðurstöður ýmissa rannsókna sem tengjast ískristöllum eru og hvað hefur verið uppgötvað til þessa.

myndun ískristalla

rúmfræðilegar myndanir

Mjög samhverfa lögunin er vegna lónvaxtar þar sem vatn sest beint á ískristalla og gufar upp. Það fer eftir umhverfishita og rakastigi, ískristallar geta þróast úr upphaflegu sexhyrndu prismunum á marga samhverfa vegu. Möguleg lögun ískristalla eru súlulaga, nálalaga, plötulaga og dendritic. Ef kristallinn flytur til svæðis með mismunandi umhverfisaðstæðum getur vaxtarháttur breyst og endanlegur kristall getur sýnt blandaða stillingu.

Ískristallar hafa tilhneigingu til að falla með langa ása sína lárétta og eru því sýnilegir á skautaðra veðurratsjám með auknum (jákvæðum) endurspeglunargildum. Hleðsla ískristalla getur valdið annarri röðun en láréttum. Skautað veðurratsjá getur einnig greint hlaðna ískristalla vel. Hitastig og raki ákvarða margar mismunandi kristalform. Ískristallar eru ábyrgir fyrir nokkrum sjónrænum birtingarmyndum andrúmsloftsins.

Frosin ský eru gerð úr ískristöllum, sérstaklega cirrusskýjum og frostþoku. Ískristallar í veðrahvolfinu valda því að blár himinn verður örlítið hvítur, sem gæti verið merki um að framan sé að nálgast (og rigningu) þar sem rakt loft rís upp og frýs í ískristalla.

Við eðlilegt hitastig og þrýsting, vatnssameindir eru V-laga og tvö vetnisatóm tengjast súrefnisatómum í 105° horni. Algengir ískristallar eru samhverfir og sexhyrndir

Þegar þeir eru þjappaðir á milli tveggja grafenlaga myndast ferkantaðir ískristallar við stofuhita. Efnið er nýr ískristallfasi sem sameinast 17 öðrum ísum. Rannsóknin er í framhaldi af fyrri uppgötvun að vatnsgufa og fljótandi vatn geta farið í gegnum blöð af lagskiptu grafenoxíði, ólíkt smærri sameindum eins og helíum. Talið er að þessi áhrif séu knúin áfram af van der Waals herafla, sem getur falið í sér þrýsting yfir 10.000 lofthjúp.

rannsóknir á ískristöllum

myndun ískristalla

Hermir sem gerðar voru á MareNostrum ofurtölvunni í Barcelona af vísindamönnum frá CSIC og Complutense háskólanum í Madrid hafa staðfest að lykillinn að undarlegum vexti ískristalla liggur í yfirborðsbyggingu þeirra.

Ísfletir geta verið í þremur mismunandi ástandi, með mismiklum röskun. Yfirferð frá einum til annars skapa skyndilegar breytingar á vaxtarhraða þegar hitastig hækkar og útskýra mismunandi leiðir (sléttur, sexhyrndur eða hvort tveggja) úr ís- eða snjókristöllum í andrúmsloftinu.

Lykillinn að þessum sérstöku kristalbreytingum og vexti er yfirborðsbygging þeirra. Rannsókn unnin af fræðimönnum Luis González MacDowell frá Complutense háskólanum í Madríd (UCM), Eva Noya frá Rocca Solano Institute of Physical Chemistry (IQFR) hjá yfirlögreglustjóra vísindarannsókna og Pablo Llombart frá báðum stofnunum sýnir þetta nokkuð. . Greinin var birt í tímaritinu Science Advances.

„Ástæðan fyrir þessari breytingu hefur verið ráðgáta fram að þessu,“ segir González MacDowell og minnir á að japanski vísindamaðurinn Ukichiro Nakaya hafi uppgötvað á þriðja áratugnum minnstu ískristallana, sem kallast demantsryk, í laginu eins og sexhyrnt prisma. Þessir prismar geta verið flatir, eins og munnsogstöflur, eða ílangar, eins og blýantur eða sexhyrndur prisma, og geta breyst úr einni lögun í aðra við ákveðið hitastig.

Hermir

ískristallar

Rannsakendur sáu að við lágt hitastig var ísinn slétt og tiltölulega skipulögð. Þegar gufusameindirnar rekast á yfirborðið, þeir geta ekki fundið stað til að þjóta inn og gufa fljótt upp, sem gerir kristalvöxt mjög hægan.

En við hærra hitastig verður yfirborð íssins óreglulegra, með mörgum skrefum. Gufusameindir geta auðveldlega fundið sinn stað á tröppunum og kristallar vaxa hratt.

„Við tókum eftir því að þessi breyting var ekki smám saman, heldur átti sér stað vegna mjög sérstakra umbreytinga sem kallast staðfræðileg umskipti. En það sem gerði ísinn enn óvenjulegri var að allt í einu, þegar ytri skel kristalsins bráðnaði, er yfirborðið sléttara og sóðalegra aftur,“ sagði Noah.

Þegar það verður mjög slétt aftur verður kristalvöxtur mjög hægur þeim megin á kristalnum, en ekki hinum megin. Skyndilega vaxa sumir hratt, aðrir vaxa hægt og lögun kristallanna breytist, eins og Nakatani sá í tilraunum fyrir meira en 90 árum.

Hermun í MareNostrum

Í ljósi þess að ís er flókið efni sem þarf að rannsaka með tilraunatækni vegna hraðrar uppgufunar hafa verið gerðar eftirlíkingar í átta mánuði á stærstu tölvu Spánar, MareNostrum (BSC-CNS).

„Reiknunarvinnan hefur gert okkur kleift að ákvarða leið hverrar vatnssameindar sem myndar kristalinn; en auðvitað, til að mynda lítinn kristal, þurfum við hundruð þúsunda sameinda, svo útreikningsmagnið sem þarf til að gera þessa rannsókn er gríðarlegt. segir Llombart Say.

González MacDowell komst að þeirri niðurstöðu að þessar niðurstöður væru „mjög áhugaverðar, en vísindarannsóknir þurfa alltaf að vera staðfestar með nýjum útreikningum og sannprófun. Þrátt fyrir þessa varúð erum við ánægð með að viðleitni okkar hefur borið ávöxt í formi áhugaverðra niðurstaðna, því það þurfti margar árangurslausar tilraunir til að fá fjármagn.“

Að auki minnir efnafræðingurinn á að snjókristallar í andrúmsloftinu gegna mikilvægu hlutverki í hlýnun jarðar: "Til að skilja áhrifin á loftslagsbreytingar þurfum við að skilja lögun þeirra og vaxtarhraða. Þannig að betri skilningur okkar gerir okkur kleift að setja annan bita í margra milljóna dollara púsluspilið.“

Ég vona að með þessum upplýsingum getið þið lært meira um ískristalla og eiginleika þeirra.


Innihald greinarinnar fylgir meginreglum okkar um siðareglur ritstjórnar. Til að tilkynna um villu smelltu hér.

Athugasemd, láttu þitt eftir

Skildu eftir athugasemd þína

Netfangið þitt verður ekki birt. Nauðsynlegir reitir eru merktir með *

*

*

  1. Ábyrgðarmaður gagna: Miguel Ángel Gatón
  2. Tilgangur gagnanna: Control SPAM, umsögn stjórnun.
  3. Lögmæti: Samþykki þitt
  4. Samskipti gagna: Gögnunum verður ekki miðlað til þriðja aðila nema með lagalegri skyldu.
  5. Gagnageymsla: Gagnagrunnur sem Occentus Networks (ESB) hýsir
  6. Réttindi: Hvenær sem er getur þú takmarkað, endurheimt og eytt upplýsingum þínum.

  1.   Hættu sagði

    Hin áhugaverðu og ótrúlegu þemu sem móðir náttúra okkar sýnir okkur ber að meta, þar sem þau veita okkur þekkingu sem ímyndunaraflið nýtur... Það er svo notalegt að fylgjast með ískristallunum sem líkjast listaverki... Kveðja.