Морской лед состоит из пресной воды, потому что в процессе замерзания остается соль; лед остается пресноводным, а вода под ним богата солью.
Около двух третей постоянного ледяного покрова Земли плавает над полярными водами в виде тонкого слоя морского льда. Морской лед — это замерзшая океанская вода, которая плавает на поверхности океана. Встречается в Северном Ледовитом и Антарктическом океанах. Несмотря на свою обширность, морской лед составляет примерно 1/1000 от общего объема льда на Земле.
В то время как снег и ледниковый лед образуются в результате осадков, морской лед возникает в результате кристаллизации поверхностных вод и не выпадает в виде осадков.
Однако самая захватывающая часть морского льда заключается в том, что, несмотря на то, что он «сделан» из соленой морской воды, он почти так же чист, как пресная вода.
Пруды на берегу океана
Когда лед тает, жидкая вода скапливается в углублениях на поверхности, создавая арктические талые водоемы. Эти пресноводные пруды отделены от соленого моря под ними и вокруг них, пока лед не треснет. (Фото: NASA/Wikimedia Commons).
Следовательно, образование морского льда является одним из основных процессов на Земле, регулирующих соленость океана. Когда морского льда больше, в периоды глобального похолодания океан становится более соленым.
Когда теплым летом льда меньше, в океан добавляется пресная вода, что снижает его соленость.
Как формируется морской лед?
Океаническая вода замерзает при более низких температурах, чем пресная вода. Из-за присутствия в ней соли соленая вода замерзает при температуре около -2°С тогда как пресная вода замерзает примерно при 0°С градусах.
Однако, поскольку замерзает только водный элемент соленой воды, лед содержит относительно мало соли. Ее можно растопить и использовать непосредственно в качестве питьевой воды.
Но почему в морском льду почти нет соли?
Ответ кроется в простой химии связей между молекулами воды и соли. Присутствие соли препятствует образованию кристаллов льда. Соль предпочитает смешиваться с водой, а вода — нет.
Таким образом, для образования «чистого» льда теперь потребуется дополнительная работа — убрать соль с дороги, а затем построить кристаллическую структуру льда. В результате требуется больше «холода», чтобы вывести соль из системы, чтобы могли образоваться кристаллы воды.
Это означает, что удаление соли из воды требует дополнительного шага, который неизбежно потребует больше энергии.
Изображение со спутника, показывающее образование морского льда у острова Святого Матфея в Беринговом море. (Фото: NASA/Wikimedia Commons).
Как только поверхность океана достигает точки замерзания соленой воды, любое дальнейшее охлаждение приводит к образованию льда. Самый первый образовавшийся лед называется «разметанный лед», состоящий из мельчайших кристаллических частиц и шипов диаметром до трех или четырех миллиметров. Когда образуются дополнительные кристаллы льда, на поверхности океана образуется супообразная смесь.
После образования сплошного ледяного покрова холодная среда больше не связана напрямую с соленой водой, и рост морского льда продолжается, накапливаясь на дне морского льда. В течение годового цикла в Арктике от поверхности льда тает около 45 сантиметров льда, а у основания пополняется эквивалентное количество льда. Как следствие, кристалл льда, отложившийся в морском льду у основания, будет перемещаться вверх по толще льда со средней скоростью примерно 45 см/год, пока не достигнет поверхности и не растает.
