Читать доклад по географии, экономической географии: "Удивительная мерзлота" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

Вернемся, однако, к фотографии. Чтобы тело льда было прозрачным и не имело внутренних полостей, необходимо поступление воды из резервуара непосредственно к нижней поверхности столбика, контактирующей с фильтром. Но ведь верхняя часть фильтра также мерзлая. Как же происходит подача жидкости? Ответ довольно очевиден: вода поступает по незамерзающим коммуникациям фильтра - жидким пленкам и капиллярам. Однако внимательный читатель обнаружит еще одну загадку: ледяной столбик непрерывно продолжается в порах фильтра, где находится сложная корневая система - внутрипоровый лед. По мере роста столбика его масса перемещается вверх, и легко сообразить, что корневая система также подымается в том же направлении и с той же скоростью. При этом протяженность корневой системы по вертикали не меняется из-за постоянного намерзания льда снизу.

Как же возможно такое сплошное течение льда в порах, если их стенки имеют многочисленные выступы и неровности? Здесь мы сталкиваемся еще с одним удивительным явлением, которое продемонстрировал в конце позапрошлого века английский ученый Дж.Баттомли. Он медленно перерезал массивный блок льда с помощью обычной проволоки, но блок не распадался на куски, а оставался целым. Почему? Лед плавился на передней части проволоки, а оттекающая вода замерзала на ее тыльной стороне. Явление, при котором лед плавится в местах повышенных напряжений и затем замерзает в местах разгрузки, получило название режеляции [2]. Так, например, движутся ледники по каменистому, шероховатому ложу. Именно благодаря этому явлению и происходит перемещение внутрипорового льда через фильтр вслед за ледяным телом. Нетрудно понять, что для перетекания жидкости к тыльной стороне препятствия (например, проволоки) необходимо существование вокруг него пленки незамерзшей воды.

Мы подробно остановились на простом лабораторном эксперименте, чтобы выделить основные элементы и их причинно-следственные связи в данном процессе. Отметим их еще раз: поверхностные силы существенно изменяют условия термодинамического равновесия льда и воды в грунтах в сравнении с условиями, характерными для их объемных фаз. Это приводит к присутствию незамерзшей воды в равновесном состоянии при отрицательных температурах, которая способна течь, как обычная жидкость. В свою очередь становятся возможными процессы миграции влаги и перемещения льда внутри пористой матрицы за счет режеляции. Рост ледяных тел как на поверхности, так и внутри грунта происходит только при наличии этих двух процессов. Насос, вызывающий движение воды в сторону растущего льда, работает исключительно благодаря поверхностным силам, величина которых возрастает в направлении от теплой стороны фильтра к холодной.

Похожие работы