Co ciekawe, Antarktyda stała się miejscem, w którym istnieje rzeka, płynąca w górę jednej z pokryw lodowych. Jak nauka wyjaśnia ten ruch w górę?
Co wypycha wodę w górę?
Fale (napędzane wiatrem), pływy (głównie spowodowane siłami grawitacji księżyca) i tsunami (często powodowane przez trzęsienia ziemi i osuwiska podmorskie lub wulkany) mogą powodować, że woda jest odporna na grawitację. Energia i siły wytwarzane przez te naturalne zjawiska mogą wypychać wodę w górę, pozwalając jej naturalnie unosić się falami lub startować wzdłuż linii brzegowej.
Zasada działania syfonu
Syfon działa pod wpływem różnych ciśnień. Syfony używano od czasów starożytnych. Według badań opublikowanych w 2014 roku w Scientific Reports, starożytni Egipcjanie używali syfonów do nawadniania i produkcji wina. Obecnie złodzieje mogą używać syfonów do kradzieży paliwa z samochodów. Jednak nadal istnieją kontrowersje dotyczące działania syfonów.
Film promocyjny:
Możesz wyobrazić sobie syfon, wyobrażając sobie dwie miseczki połączone rurką w kształcie odwróconej litery U. Miskę wypełnioną wodą ustawia się na stopniu, a pod nią jest pusta miska. Jeśli eksperymentator umieści jeden koniec rurki w filiżance wypełnionej wodą i wysysa z niej powietrze, jak przy użyciu słomki, pozwoli to wodzie wpłynąć do rurki.
Syfon zaczyna działać, gdy woda płynie po jednej stronie rury, a drugi strumień wpada do pustej filiżanki. Syfony działają również w próżni. Według badań z 2015 r. (Wyniki opublikowane w Scientific Reports) w grę wchodzą grawitacja i spójność molekularna.
Grawitacja przyspiesza przepływ wody w dół do dolnej filiżanki. Ponieważ woda ma silne wiązanie molekularne, cząsteczki wody mogą przeciągać wodę przez górną część rurki.
Jednak wiele cieczy, które nie mają silnych wiązań kohezyjnych, przechodzi również przez syfony. Dlatego nie jest jasne, na jakiej zasadzie działają syfony w różnych przypadkach.
Działanie kapilarne
A co z przykładem ręcznika papierowego? To działanie, zwane działaniem kapilarnym, pozwala niewielkim objętościom wody przepływać w górę, wbrew grawitacji Ziemi, gdy woda przepływa przez wąskie i małe przestrzenie.
Według USGS taki prąd wstępny jest możliwy, gdy adhezja płynu do ścianek materiału (w tym przypadku ręcznika papierowego) jest silniejsza niż siła adhezji między cząsteczkami płynu.
USGS mówi, że w roślinach cząsteczki wody są tworzone przez naczynia włosowate zwane ksylemem, które pomagają roślinie wchłaniać wodę z gleby.
Rzeka na Antarktydzie
Według Robina Bella, profesora geofizyki z Obserwatorium Ziemi Lamonta-Doherty'ego na Uniwersytecie Columbia, w górę jednej z pokryw lodowych Antarktydy płynie rzeka.
Pod lodowym kontynentem znajdują się Góry Gamburtsev, masywny łańcuch szczytów i dolin mniej więcej tej samej wielkości co europejskie Alpy. „W dolinach jest woda” - powiedział Bell Living Science. „Możemy powiedzieć to precyzyjnie, ponieważ kiedy przelatujemy nad nim, echa radaru lodowego są znacznie silniejsze”.
„Co ciekawe, naukowcy stwierdzają z całą pewnością, że rzeka płynie wstecz, ponieważ lód na jej szczycie jest wyrównany z kierunkiem przepływu lodu” - informuje Live Science. „To ustawienie i olbrzymie ciśnienie z pokrywy lodowej nad nią spycha wodę w górę” - powiedział Bell. „Zdaliśmy sobie sprawę, że lód sprawia, że woda podnosi się w górę, a woda cofa się”.
Istnieją inne przypadki, w których woda w naturalny sposób wzniosła się w górę. Na przykład trzęsienie ziemi o sile 8,0 magnitudo wstrząsnęło południowo-wschodnim Missouri tak bardzo, że rzeka Mississippi chwilowo płynęła w przeciwnym kierunku. Tak donosiła publikacja „Living Science”. Ponadto badanie z 2006 roku (opublikowane w Physical Review Letters) wykazało, że niewielka ilość wody naniesiona na gorącą powierzchnię, taką jak rozgrzany do czerwoności rondel, może „wspiąć się” na niewielki wzrost pary, jeśli woda wystarczająco gorące. To jest zgłaszane przez Live Science.