Чому лід на Полюсі блакитного кольору?

Чому лід на Полюсі блакитного кольору?

До вечора наш корабель "50 років Перемоги" увійшов до льодів завтовшки до півтора метрів і більше, це вже були багаторічні льоди з блакитним кольором на зламі. Судно продовжувало свій рух, що здавався нескінченним, на північ.

Цікаво було дивитися вперед, з бару або з ходової рубки — байдуже: і там, і там картинка була майже однаковою. Перед атомоходом тягнулися льодові поля з промоїнами, іноді багатометровими широкими протоками серед засніжених льодів. Так от, як тільки попереду з'являлася чиста вода, корабель, вправно лавіруючи, спрямовувався в її сторону.


Мене, та і, напевно, не лише мене, дуже зацікавили два питання. Перший — ну чому ж багаторічний лід має такий красивий блакитний колір, а другий — як виходить, що при замерзанні солоної води виходить прісний лід?

Проглянувши деяку спеціальну літературу, я отримав відповіді на обидва ці питання.

Отже, лід, що утворюється при замерзанні морської води, завжди білий за рахунок безлічі повітряних бульбашок, захоплених водою при її швидкому заморожуванні. Саме ці бульбашки розсіюють світло, що проходить, і утворюють білий колір молодого льоду. Природно такий лід дуже не готується не лише за рахунок повітряних бульбашок, але і за рахунок того, що при замерзанні солоної води в льодовій масі скупчується насичений соляний розчин. Цей розчин за рахунок своєї ваги поступово переміщається вниз, по дорозі утворюючи порожнечі, що також знижують міцність льоду.


Влітку лід підтає, взимку на нього намерзає новий, який видавлює бульбашки повітря, що залишилися, і при зменшенні їх кількості світло має можливість проникати на велику товщину. При цьому червона складова світлового потоку поглинається шляхом проникнення углиб льоду, а назад повертається тільки блакитна складова спектру. Саме тому льодовики в горах, лід айсбергів, а також багаторічні морські льоди мають блакитний колір, при цьому в них практично відсутні бульбашки повітря і вони мають підвищену міцність. Товщина багаторічних льодів в Північному Льодовитому океані в деяких районах може досягати 4 метрів, на щастя, нам такі льоди не зустрілися.

Ну і тепер відповідь на друге питання: чому лід в солоному морі — прісний.

Закони фізики і хімії ніхто не відміняв, і лід має бути завжди прісним, а сіль залишитися в не замерзлій воді. І це було б справедливим при поступовому утворенні льоду, але ось при дуже лютих морозах лід наростає з такою швидкістю, що розчин солі, що сконцентрувався, не устигає просочитися між кристалами льоду, що утворюється, і краплі цього розчину залишаються полоненими в льоду. При цьому чим швидше відбувається замерзання, тим солонішим виходить морський лід. Впродовж зими краплі насиченого розчину поступово переміщаються вниз і, врешті-решт, покидають лід, тому, якщо в однорічних льодах вміст солі досягає 5 грам на один літр води, отриманої з розтопленого льоду, то у багаторічних — менше 0,5 г/л. Такий лід вже може бути використаний в якості джерела питної води.

Подивимося, за рахунок чого відбувається цей процес. Взимку температура поверхні льоду значно нижча(- 30°С), ніж його глибинних шарів(- 1,5°С). Природно, що щільність льоду сильно залежить від його температури: чим вона нижча, тим лід щільніший, тому важкий насичений розчин солі поступово і стікає вниз. Але основне опріснення відбувається навесні і літом, коли починається підтавання льодів, в цей час лід стає більше рихлим і солоний розчин швидше переміщається вниз. За наявними відомостями, в цей період солоність льоду зменшується майже в 60 разів.

Якщо комусь представляється, що в районі Північного полюса розташовано рівне поле багаторічного льоду, що височіє над рівнем води, той сильно помиляється. Лід дійсно є, він досить-таки товстий — до 3-х і більше метрів. Але при цьому він майже повністю знаходиться під водою і тільки його верхня кромка розташована врівень з водною поверхнею. Мало того, постійно зустрічаються наскрізні тріщини, промоїни, ополонки і просто величезні простори, вільні від льоду. Частково лід покритий шаром снігу, як правило, це там, де є які-небудь нерівності крижаної поверхні, за які сніг може зачепитися. Там же, де лід гладкий — сніг відсутній, і ці місця виділяються як яскраві плями від небесно-блакитного до темно-синього або брудно-синього кольорів.


Оскільки лід знаходиться під водою, криголам наїжджає на нього. Іноді лід лопається відразу і тоді тріщини починають бігти перед судном, найімовірніше в цьому місці лід був ослаблений, але такі ділянки зустрічаються зрідка. Набагато частіше лід довго чинить опір. Будучи за природою дуже пластичним матеріалом, він розтягується, занурюючись все глибше і глибше, і лише потім з гучним, частенько оглушливим тріском лопається. При цьому з тріщини увись на десятки метрів летять фонтани води разом з бурими водоростями, що спокійно живуть під товщею льоду.

Звідки там водорості, може виникнути питання. Виявляється, існують такі найдрібніші рослини, звані диатомии, для яких крижана вода, відсутність світла по півроку і то вмерзання в лід, то відтавання — саме те, що потрібно. Їх буває настільки багато, що в деяких місцях в літній час рідко вдається зустріти чисту поверхню крижаних полів. Цими водоростями живляться різноманітні живі істоти, що мешкають в океані, всякі там мікрорачки, які, у свою чергу, є улюбленим риб'ячим кормом. Цих водоростей може бути стільки, що, за літературними даними, з однієї крижини розміром близько 15 кв. м зняли до 15 кг сирої біомаси.

Саме ці водорості стають мимовільною причиною утворення промоїн у багатометрових льодах. Річ у тому, що при їх попаданні на поверхню льоду вони гинуть, утворюючи бурі плівки. Як і усі темні предмети, вони поглинають більше теплових променів, чим біла поверхня, що оточує їх, і лід під ними тане швидше. З'являються глибокі ямки з товстим шаром диатомий на дні, а зрештою ямки протавали, перетворюючись на канали, що наскрізь пронизують лід.


Надрукувати