Geometrické podivnosti v ledu

V rámci své disertace se zabývám mikrobiální aktivitou na ledovcích (na Univerzitě v Innsbrucku) a během terénní práce v Arktidě jsem byl vždy znovu a znovu fascinován tím, co rozmrzající a zamrzající led dokáže tvořit za útvary.

Nejsem fyzik, ale předpokládám, že elektrický náboj, byť by byly splněné některé podmínky pro jeho vznik vlivem různých koncentrací iontů v kapalné vodní fázi, by se v systému okamžitě vyrovnal a nedal by vznik nějaké trvalejší disbalanci v jeho rozložení. Spíše bych se držel vysvětlení, které by operovalo s dynamikou rozmrzání a zamrzání, tedy s tím, že tmavý materiál na ledu („kryokonit“ v širším smyslu) může ve své blízkosti urychlovat tání (nižším albedem než okolí) a naopak jeho povrch může fyzikálně nebo chemicky indukovat tvorbu krystalů během zamrzání (např. Pseudomonas syringae, prakticky všudypřítomný prokaryotní parazit rostlin má prokazatelně schopnost iniciovat tvorbu tvorbu ledových krystalů a podobným způsobem může fungovat i řada dalších prokaryotních organismů nebo chemických sloučenin). Pokud nejde o materiál zamrzlý do ledu, ale jen o díru, zase se tím vytváří (alespoň teoreticky) radiálně kolem ní teplotní gradient, což znovu „nasměruje“ zamrzání vodního filmu na povrchu.

[…] Chtěl jsem vyjádřit svou skepsi, pokud jde o magnetický jev jako příčinu těchto struktur. Podle mého názoru jde opravdu pouze o tvarovou analogii s magnetickými siločarami, které navíc představují celkem radikální redukci, podobně jako vrstevnice v mapě.

Ono zakřivení a „odpuzování“ linií by se dalo přisoudit uvolňování skupenského tepla během procesu mrznutí.

Jakub Žárský

Odpověď autora: Moje úvahy se ubíraly tím směrem, zda systém voda – porózní ledová deska – atmosféra nemůže vytvořit za určitých okolností elektrický článek; o magnetismu jsem vůbec neuvažoval. Piliny v magnetickém poli jsem dával pouze jako příklad vizualizace. Právě otázka, zda by mohlo dojít k trvalejší disbalanci v rozložení náboje, mě také trápila, ale došel jsem k závěru, že na tak složitém fyzikálně‑ ‑chemickém rozhraní to „prozatím“ nelze vyloučit.

Jak by zakřivení a odpuzování linií mohlo souviset s uvolňováním skupenského tepla během procesu mrznutí, si zatím neumím představit – ale třeba to někomu, kdo si článek a diskusi přečte, „dojde“ a testovatelné řešení bude na světě.

Radek Mikuláš

Poznámka redakce: Pozorování v přírodě s sebou nese problém, že je nutno čekat, až jev nastane, a ještě se vyrovnat s proměnlivostí podmínek. Nepadl v diskusi návrh na nějaký experiment, který by mohl některé spekulace vyloučit? Dokonce už jen pokus o reprodukci pozorovaného jevu v laboratoři by mohl leccos napovědět.