Очень любопытно, но Антарктида стала местом, в котором существует река, текущая вверх по одному из ледяных щитов. А как наука объясняет это восходящее движение?
Что подталкивает воду наверх?
Волны (приводимые в движение ветром), приливы (в первую очередь вызванные гравитационными силами Луны) и цунами (часто вызываемые землетрясениями и подводными оползнями или вулканами) могут привести к тому, что вода будет противодействовать гравитации. Энергия и силы, создаваемые этими природными явлениями, могут подтолкнуть воду вверх, позволяя ей естественно подняться волной или взлететь по береговой линии.
Принцип действия сифона
Сифон действует под воздействием различного давления. Люди использовали сифоны с древних времен. Согласно исследованиям, опубликованным в 2014 году в журнале Scientific Reports, древние египтяне использовали сифоны для орошения и виноделия. В наше время воры могут использовать сифоны, чтобы украсть газ у автомобилей. Тем не менее до сих пор ведутся споры о том, как работают сифоны.
Вы можете визуализировать сифон, представляя две чашки, соединенные трубкой в форме перевернутой буквы «U». Заполненная водой чаша посажена на ступеньку, а под ней — пустая чаша. Если экспериментатор помещает один конец трубки в наполненную водой чашку и высасывает из нее воздух, как при использовании соломки, то это позволит воде течь в трубку.
Сифон начинает функционировать, когда вода течет по одной стороне трубы, а другой поток устремляется в пустую чашку. Сифоны также функционируют в вакууме. Согласно исследованию 2015 года (результаты опубликованы в журнале Scientific Reports), в процессе участвует гравитация и молекулярная сплоченность.
Гравитация ускоряет поток воды по направлению «вниз» в нижнюю чашку. Поскольку вода имеет прочную молекулярную связь, то молекулы воды могут вытягивать воду через верхнюю часть трубки.
Тем не менее многие жидкости, которые не обладают сильными когезионными связями, также проходят через сифоны. Поэтому непонятно, по какому именно принципу работают сифоны в разных случаях.
Капиллярное действие
Что же можно сказать относительно примера бумажного полотенца? Это действие, называемое капиллярным, позволяет небольшим объемам воды течь вверх, против силы тяжести Земли, пока вода проходит через узкие и маленькие пространства.
Согласно утверждениям Геологической службы США, этот восходящий поток возможен, когда адгезия жидкости со стенками материала (в этом случае бумажное полотенце) сильнее, чем сила сцепления между молекулами жидкости.
В USGS говорится, что в растениях молекулы воды образовываются капиллярами, называемыми ксилемами, что помогает растению всасывать воду из почвы,
Река в Антарктиде
По словам Робин Белл, профессора геофизики в Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти в Колумбийском университете, есть река, которая течет вверх по одному из ледниковых щитов Антарктиды.
По ее словам, под ледяным континентом находятся горы Гамбурцев — массивная цепь с вершинами и долинами, которая примерно такого же размера, как европейские Альпы. «В долинах есть вода, — сказал Белл изданию «Живая наука». — Мы можем сказать это с точностью, потому что, когда мы летаем над ней, эхо от ледяного радара доносится намного сильнее».
«Интригующе, но исследователи с уверенностью констатируют, что река течет назад, потому что лед поверх нее выровнен по отношению к направлению потока льда», — сообщает Live Science. «Это выравнивание и огромное давление с ледникового покрова над ним подталкивают воду в гору, — сказал Белл. — Мы поняли, что лед заставляет воду подниматься на холм, сжимая воду назад».
Существуют и другие случаи, когда вода естественно поднималась вверх. Например, землетрясение силой 8,0 баллов потрясло юго-восточный Миссури настолько сильно, что река Миссисипи временно текла в обратном направлении. Так сообщало издание «Живая наука». Кроме того, исследование, проведенное в 2006 году (отчет опубликован в журнале Physical Review Letters), показало, что небольшое количество воды, наносимое на горячую поверхность, например раскаленную кастрюлю, может «взбираться» наверх по крошечному подъему, состоящему из пара, если вода достаточно горяча. Об этом сообщает Live Science.
