يطفو حوالي ثلثي الصفائح الجليدية الدائمة للأرض فوق المياه القطبية ، مكونة طبقة رقيقة من الجليد البحري. جليد البحر هو مياه البحر المجمدة التي تطفو على سطح المحيط وتتشكل عبر المحيطات القطبية الشمالية والقطبية الجنوبية. على الرغم من أن مساحة الجليد البحري كبيرة ، إلا أنها تمثل حوالي 1/1000 من الحجم الإجمالي للجليد على الأرض.
بينما يأتي الثلج والجليد من هطول الأمطار ، فإن المصدر الرئيسي لتكوين الجليد البحري هو تبلور المياه السطحية ، وليس هطول الأمطار.
ومع ذلك ، فإن أكثر شيء مدهش عندما يتعلق الأمر بالجليد البحري هو أنه على الرغم من أنه مصنوع من مياه البحر المالحة ، إلا أنه مياه عذبة! جعلنا هذا نفكر كيف حدث هذا؟ !
يعتبر إنتاج الجليد البحري أيضًا عملية مهمة في تنظيم ملوحة المحيطات على الأرض. أثناء التبريد العالمي ، يتشكل المزيد من الجليد على المحيطات ، مما يجعلها أكثر ملوحة! خلال فصول الصيف الأكثر دفئًا ، يصبح البحر أقل ملوحة بسبب ذوبان الجليد وإضافة كميات كبيرة من المياه العذبة.
أولاً ، قبل كشف أسرار كيفية تشكل الجليد البحري من المياه العذبة في وسط بحر آرال ، دعنا نعرف كيف يتشكل!
كيف يتكون الجليد البحري؟
تتجمد مياه البحر عند درجة حرارة أقل من الماء العذب. يتجمد الماء المالح عند حوالي -2 درجة مئوية بسبب محتوى الملح فيه ، بينما يتجمد الماء العذب عند حوالي 0 درجة مئوية.
ومع ذلك ، نظرًا لأن عنصر الماء فقط في محلول ملحي يتجمد ، فإن الجليد يحتوي على القليل من الملح نسبيًا. لذلك ، يمكن إذابة الجليد الموجود في البحر واستخدامه مباشرة كمياه عذبة للشرب.
ولكن لماذا يكاد يكون الجليد البحري خاليًا من الملح؟
تكمن الإجابة في الكيمياء البسيطة للترابط بين جزيئات الماء والملح. إن وجود الملح يعيق تكون بلورات الثلج ، ويفضل الملح أن يختلط بالماء وهو ما لا يحدث.
لذا فإن تكوين الجليد النقي يتطلب الآن مزيدًا من العمل – إزالة الملح ثم بناء هيكل بلوري الجليد. نتيجة لذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من “البرودة” لطرد الملح من النظام بحيث يمكن أن تتشكل البلورات.
هذا يعني أن إزالة الملح من الماء يتطلب خطوة إضافية ، والتي تتطلب حتمًا المزيد من الطاقة.
بمجرد أن يصل سطح المحيط إلى نقطة تجمد المياه المالحة ، فإن أي تبريد إضافي سيؤدي إلى تكوين الجليد. كان أول جليد ظهر يسمى جليد Frizzle ، والذي يتكون من حبيبات بلورية صغيرة ومسامير يصل قطرها إلى ثلاثة أو أربعة مليمترات. مع تشكل المزيد من بلورات الجليد ، يتشكل خليط من الصابون على سطح المحيط.
بعد تكوين الصفائح الجليدية المستمرة ، لم تعد البيئة الباردة مرتبطة مباشرة بالمياه المالحة ، ويستمر نمو الجليد البحري في التراكم. خلال دورة القطب الشمالي السنوية ، يذوب حوالي 45 سم من الجليد من السطح ويتم تجديد كمية مماثلة في القاع. نتيجة لذلك ، ستتحرك بلورات الجليد المترسبة في القاع لأعلى في الجليد بمعدل متوسط يبلغ حوالي 45 سم في السنة حتى تصل إلى السطح وتذوب.
الخلاصة
يتكون جليد البحر من المياه العذبة لأنها تترك الملح فيه عندما يتجمد ، والجليد لا يزال ماءً عذبًا ، والماء الموجود أسفله مباشرة أكثر ملوحة من المحيط الأعمق.
المصدر
.
