Proč v ledu vznikají siločáry?

Fyzika |

Vídám je skoro každou zimu, když počasí neví, jestli má vyrobit spoustu nového ledu nebo se toho starého definitivně zbavit. Někdy jsou to jen skoro neviditelné šedošedé linky, jindy jsou, řekl bych já, k nepřehlédnutí.




Přesto jsem však mezi svými kamarády našel jen tři lidi, kteří na přímý dotaz věděli, o čem mluvím…

Jsou podivné, možná nejpodivnější a nejpřekvapivější z toho, co povrchy českých ledů nabízejí. Aby vznikaly, musejí se nejprve vytvořit otvory v ledu; vzácněji stačí otevřené pukliny. Pokud by voda z povrchu ledu odtékala tak, jak voda běžně odtéká, k otvorům nebo k puklinám by směřovaly klikatící se stružky s řadou drobných přítoků. Stružky mají tendenci se spojovat a stékat, stejně jako se velká řeka zařezává hluboko do svého skalního podkladu a strhává do svého koryta i menší potoky a potůčky. V geologicky mladých krajinách může řeka takhle „ukrást“ přítok jiné řece. Ale struktura, o které právě píšu, je jiná.

Siločáry, ony šedé linky, tvoří oblouky, mířící hvězdicovitě z jednotlivých děr v ledu, většinou už zase vyplněných ledem mladším a tenčím; mají tendenci se v žádném případě nestrefit a nesetkat s linií mířící z jiného otvoru. Jejich tendencí je také za žádnou cenu se nespojit s linií sousední – nemůže se proto jednat o odtokové stružky.

Tvarovou analogií je to, co všichni znají nebo by mohli znát ze základní školy: obrázek magnetického pole narýsovaný tím, jak se zorientují železné piliny na destičce, pod kterou jsou stejným pólem na jednu stranu přiloženy magnety. Stejný tvar siločar jako magnetické pole má i pole elektromagnetické či elektrické.

Analogie je do očí tak bijící, že ji nelze než vzít jako fakt a přemýšlet, jaké je to pole a kde se asi bere. S magnetismem nemůže mít nic společného, voda není klasickým způsobem magnetická a díry do ledu nemůžou fungovat jako magnetické póly. Ale elektrické póly, proč ne?! Vlastně by bylo divné, kdyby se v ledu elektrické pole nevytvořilo, voda je obstojným elektrickým vodičem. Říční voda má jiné chemické složení než voda ve svrchní, rozbředající vrstvičce ledu; tam jsou i oxidy uhlíku, dusíky a síry rozpuštěné ze vzduchu, tam dopadá dešťová voda a prach.

O elektrolyt tedy máme postaráno a díry do ledu či linie puklin jsou místy, kam se siločáry sbíhají; fungují jako elektrické póly. Samozřejmě elektrické póly shodně nabité, a proto jsou siločárami nikoli propojeny, nýbrž příroda udělala všechno proto, aby se siločáry nesetkaly. Podívejte se pozorně na obrázky, do jakých detailů vše funguje. Rozšíření puklin vytváří nepatrný výkyv pole a hned je tam větší hustota siločar. Elektrické pole si nejspíš pohrává s růstem krystalů, s rozmístěním bublin a vody v pórech; tak vznikají ony viditelné laminy.

Nevím a ani nechci pátrat po tom, jestli nějaký fyzik tenhle jev už podrobně popsal nebo pokusně napodobil. Nebudu běhat na led s voltmetrem a pH metrem a odebírat vodu v pórech ledu k chemickému rozboru. Buď už to někdo dávno udělal (a výsledek jeho práce leží ve starých zaprášených časopisech v mnoha světových vědeckých knihovnách) nebo to udělá v budoucnu (s výše popsaným efektem nesmrtelnosti takového objevu). Radši se budu v tomhle a dalších podobných případech jen dívat a obdivovat elegantní křivky.

Kam půjdete pátrat po elegantních křivkách vy, nechám na vás. Tyhle ledové jsou často k vidění na stojatých vodách v okolí Prahy a Mělníka nad labskými jezy, tedy spíš v nížinách a v oblastech znečištěného vzduchu. Že další vodítko pro toho, kdo by se rozhodl věc popsat opravdu vědecky přesně?

 

Tento text je úryvkem z knihy:

Radek Mikuláš: Ledové Čechy, Academia 2010

O knize na stránkách vydavatele

 

obalka-knihy











Komentáře

Napsat vlastní komentář

Pro přidání příspěvku do diskuze se prosím přihlašte v pravém horním rohu, nebo se prosím nejprve registrujte.