Мұхит түбінде мұзды саңырауқұлақтар қалай түзіледі
Мазмұны
Табиғат кейде тіпті тәжірибелі зерттеушілерді таңғалдыратын ерекше құбылыстарды қалыптастырады. Кейбір процестер соншалықты ғажайып болғандықтан, ұзақ уақыт бойы көпшілікке белгісіз болып келді. Дүниежүзілік мұхиттың суық аймақтарында сыртқы пішіні төңкерілген мұз сүңгілеріне немесе таңғажайып мұз саңырауқұлақтарына ұқсайтын құрылымдар кездеседі. Бұл түзілімдер теңіз мұзының астында пайда болып, қоршаған ортаға күтпеген әсер етуі мүмкін. Осындай нысандарды зерттеу ғалымдарға су, тұз және температураның полярлық аймақтардағы өзара әрекеттесу механизмдерін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді.
Мұз саңырауқұлақтары дегеніміз не
«Мұз саңырауқұлақтары» деп әдетте мұз сталактиттерінің қалыптасуы кезінде пайда болатын ерекше мұз құрылымдарын атайды. Ағылшын тіліндегі ғылыми әдебиеттерде оларды көбіне brinicle деп атайды, бұл ұғымды «тұзды ерітіндіден пайда болатын мұз сүңгісі» деп аударуға болады.
Сыртқы көрінісі жағынан мұндай құрылымдар шынында да саңырауқұлақтарға немесе созылыңқы мұз бағандарына ұқсайды. Олар теңіз мұзының төменгі бөлігінен төмен қарай өсіп, біртіндеп таяз аймақтардағы теңіз түбіне дейін жетеді. Кейде мұндай түзілімдер күрделі пішіндерге бірігіп, су астындағы мұз орманы сияқты әсер қалдырады.
Неліктен теңіз суы ерекше түрде қатады
Ерекше мұз құрылымдарының қалыптасуы теңіз мұзы пайда бола бастаған сәттен басталады. Теңіз суында еріген тұздардың мөлшері көп болғандықтан, оның қату процесі тұщы су қоймаларындағы құбылыстардан айтарлықтай ерекшеленеді.
Мұз қалыптасқан кезде бірнеше маңызды өзгеріс жүреді.
- тұздың едәуір бөлігі мұз кристалдарының құрылымына енбей, сыртқа ығыстырылады;
- қатып жатқан қабаттың ішінде өте тұзды сұйықтыққа толы арналар түзіледі;
- мұндай ерітіндінің тығыздығы оны қоршаған теңіз суымен салыстырғанда жоғары болады;
- тұзды сұйықтықтың температурасы айналасындағы судың температурасынан әлдеқайда төмен деңгейге дейін түседі.
Осы факторлардың жиынтығы ерекше суасты құбылысының пайда болуына қолайлы жағдай жасайды.
Қажетті мөлшерде аса салқын тұзды ерітінді жиналғаннан кейін мұз құрылымдарының қалыптасуының келесі кезеңі басталады.
Мұз бағаны қалай түзіледі
Концентрациясы жоғары тұзды ерітінді жарық немесе табиғи арна арқылы сыртқа шыққан кезде төмен қарай аға бастайды. Оның температурасы өте төмен болғандықтан, ағынды қоршаған су тез арада қатады.
Соның нәтижесінде төмен қарай қозғалып жатқан сұйықтықтың айналасында біртіндеп мұз қабығы қалыптасады. Бұл құрылым ішінен аса салқын ерітінді ағып жатқан түтікке ұқсайды. Уақыт өте келе ол ұзарып, барған сайын айқын көріне бастайды.
Бұл процесті бірнеше кезеңге бөліп қарастыруға болады.
- Теңіз мұзының астында өте суық тұзды ерітінді жиналады. Оның тұздылығы қоршаған ортадағы көрсеткіштерден әлдеқайда жоғары болады. Осы ерекшеліктің арқасында ол өте төмен температурада да сұйық күйін сақтайды.
- Ерітінді табиғи арна арқылы сыртқа аға бастайды. Тығыздығы жоғары сұйықтық ауырлық күшінің әсерімен төмен қарай қозғалады. Ағынның жылдамдығы тығыздық айырмашылығына және қоршаған ортаның ерекшеліктеріне байланысты болады.
- Ағынды қоршаған су жылдам салқындайды. Аса салқын ерітіндімен жанасу нәтижесінде жұқа мұз қабаты түзіледі. Біртіндеп бұл қабат берік мұз қабықшасына айналады.
- Мұз түтігі теңіз түбіне қарай өсе береді. Кейде оның ұзындығы бірнеше метрге жетеді. Кейбір жағдайларда құрылым түбіне тиіп, оның бетімен тарала бастайды.
Дәл осы соңғы кезеңде мұндай түзілім алып саңырауқұлаққа немесе басқа әлемнен келген өсімдікке ұқсап кетуі мүмкін.
Мұз саңырауқұлақтары суасты тіршілігіне қалай әсер етеді
Әдемі көрінісіне қарамастан, мұндай құрылымдар теңіздегі ұсақ ағзалар үшін айтарлықтай қауіп төндіруі мүмкін. Жылдам өсетін мұзбен жанасу қоршаған ортаның бірден қатуына алып келеді.
Әсіресе теңіз түбінде баяу қозғалатын тіршілік иелері осал келеді. Теңіз кірпілері, теңіз жұлдыздары және кейбір омыртқасыздар мұз таралатын аймаққа түсіп қалуы мүмкін. Егер айналадағы температура күрт төмендесе, олар мұз қабатының ішінде қалып қоюы ықтимал.
Сонымен бірге мұндай процестер полярлық аймақтардың табиғи экожүйесінің ажырамас бөлігі болып табылады. Көптеген түрлер мыңдаған жылдар бойы осындай құбылыстардың жанында өмір сүруге бейімделіп үлгерген.
Бұл құбылысты қай жерлерде кездестіруге болады
Мұз саңырауқұлақтары кез келген теңізде пайда бола бермейді. Олардың қалыптасуы үшін қатты аяз, тұрақты мұз жамылғысы және салыстырмалы түрде тыныш су қатар кездесуі қажет.
Ең қолайлы аймақтарға мыналар жатады.
- Антарктида жағалаулары, мұнда ұзаққа созылатын аяздар тұзды ерітіндінің қалыптасуына тамаша жағдай жасайды;
- қыс мезгілінде тұрақты мұз қабаты сақталатын Солтүстік Мұзды мұхиттың кейбір бөліктері;
- ағыстар мұз құрылымдарын бұзбайтын жабық полярлық шығанақтар;
- мұз бағандарының теңіз түбіне жетуіне мүмкіндік беретін таяз жағалау аймақтары.
Суасты түсірілім технологияларының дамуы арқасында ғалымдар мұндай құрылымдардың табиғи ортадағы әсерлі бейнелерін түсіре алды.
Неліктен ғалымдар бұл құбылысқа қызығушылық танытады
Мұз саңырауқұлақтарын зерттеу полярлық аймақтарда жүріп жатқан процестерді жақсырақ түсінуге мүмкіндік береді. Мұндай білім климаттың өзгеруін болжау және теңіз экожүйелерінің жағдайын бағалау үшін маңызды.
Сонымен қатар бұл құрылымдар астробиология саласы үшін де ерекше қызығушылық тудырады. Кейбір мамандар осындай процестер басқа аспан денелерінің мұз астындағы мұхиттарында да болуы мүмкін деп есептейді. Мысалы, ғалымдар мұндай мүмкіндікті Юпитердің Еуропа серігі мен Сатурнның Энцелад серігіне қатысты қарастырып жүр.
Осындай құбылыстарды бақылау арқылы зерттеушілер Жерден тыс ортада тіршіліктің болуы ықтимал экстремалды жағдайлардың үлгілерін жасай алады.
Теңіз түбіндегі мұз саңырауқұлақтары планетамыздың ең қатал аймақтарында да табиғаттың қаншалықты таңғажайып құбылыстар қалыптастыра алатынын көрсетеді. Тұрақты суық пен толыққа жуық қараңғылық жағдайында да физика заңдарына бағынатын күрделі құрылымдар түзіле береді. Осындай құбылыстарды зерттеу адамзаттың қоршаған әлем туралы түсінігін кеңейте түседі. Бәлкім, полярлық тереңдіктерде тәжірибелі ғалымдардың өзін таңғалдыратын көптеген жаңа жаңалықтар әлі де жасырын жатқан шығар.
