A tengeri jég olyan jég , amely a tengerben ( óceánban ) képződik, amikor a víz megfagy . Mivel a tengervíz sós , a világóceán átlagos sótartalmával megegyező sótartalmú víz megfagyása körülbelül –1,8 °C hőmérsékleten következik be.
A tengeri jég mennyiségének (sűrűségének) értékelése pontokban adható meg - 0-tól (tiszta víz) 10-ig (szilárd jég).
A tengeri jég legfontosabb tulajdonságai a porozitás és a sótartalom, amelyek meghatározzák a sűrűségét (0,85-0,94 g/cm³). A jég alacsony sűrűsége miatt a jégtáblák vastagságuk 1 / 7-1 / 10 -ével emelkednek a víz felszíne fölé . A tengeri jég olvadása –2,3°C feletti hőmérsékleten kezdődik. Az édesvízhez képest nehezebben töredezett és rugalmasabb [1] .
A tengeri jég sótartalma a víz sótartalmától, a jégképződés sebességétől, a víz keveredésének intenzitásától és korától függ [2] . A jég sótartalma átlagosan 4-szer alacsonyabb, mint az azt alkotó víz sótartalma, 0 és 15 ppm között (átlagosan 3-8 ‰) [3] .
A tengeri jég egy összetett fizikai test, amely friss jégkristályokból, sóoldatból, légbuborékokból és különféle szennyeződésekből áll. A komponensek aránya a jégképződés körülményeitől és az azt követő jégfolyamatoktól függ, és befolyásolja az átlagos jégsűrűséget. Így a légbuborékok jelenléte ( porozitás [4] ) jelentősen csökkenti a jég sűrűségét. A jég sótartalma kevésbé befolyásolja a sűrűséget, mint a porozitás. 2 ppm jég sótartalma és nulla porozitása esetén a jég sűrűsége 922 kilogramm köbméterenként , 6 százalékos porozitásnál pedig 867-re csökken. Ugyanakkor nulla porozitás mellett a sótartalom 2-ről 6-ra nő. ppm csak 922-ról 928 kilogrammra növeli a jég sűrűségét köbméterenként [5] .
A tengeri jég átlagos hővezető képessége körülbelül ötszöröse a víznek és nyolcszorosa a hónak, és körülbelül 2,1 W / m °, de a jég alsó és felső felülete felé csökkenhet a sótartalom növekedése és a pórusok számának növekedése.
A tengeri jég hőkapacitása megközelíti a friss jég hőkapacitását, mivel a jég hőmérséklete csökken, ahogy a sós sóoldat megfagy. A sótartalom növekedésével, és ennek következtében a sóoldat tömegének növekedésével a tengeri jég hőkapacitása egyre inkább függ a fázisátalakulások hőjétől, vagyis a hőmérséklet változásától. A jég effektív hőkapacitása a sótartalom és a hőmérséklet növekedésével növekszik.
A tengeri jég olvadási (és kristályosodási ) hője 150-397 kJ/kg, a hőmérséklettől és a sótartalomtól függően (a hőmérséklet vagy a sótartalom növekedésével az olvadáshő csökken).
A tiszta jég átlátszó a fénysugarak számára . A zárványok (légbuborékok, sóoldat, por ) szétszórják a sugarakat, jelentősen csökkentve a jég átlátszóságát .
A tengeri jég színárnyalatai nagy tömegekben a fehértől a barnáig változnak.
A fehér jég hóból képződik, és sok légbuborékot vagy sós sejtet tartalmaz.
A fiatal tengeri jég szemcsés szerkezetű, jelentős mennyiségű levegővel és sóoldattal gyakran zöld színű.
A több éves hummocky jég, amelyből a szennyeződések kipréselődnek, valamint a nyugodt körülmények között megfagyott fiatal jég gyakran kék vagy kék színű. A gleccserjég és a jéghegyek is kékek . A kék jégen jól látható a kristályok tűszerű szerkezete .
A barna vagy sárgás jég folyami vagy tengerparti eredetű, agyag vagy huminsav szennyeződéseket tartalmaz .
A kezdeti jégfajták (jégzsír, iszap) sötétszürke színűek, néha acél árnyalatúak. A jég vastagságának növekedésével a színe világosabbá válik, fokozatosan fehérré válik. Olvadáskor a vékony jégdarabok ismét szürkévé válnak.
Ha a jég nagy mennyiségben tartalmaz ásványi vagy szerves szennyeződéseket ( plankton , eolikus szuszpenziók, baktériumok ), akkor a színe vörösre, rózsaszínre, sárgára , akár feketére változhat .
A jégnek a hosszúhullámú sugárzást visszafogó tulajdonsága miatt üvegházhatást válthat ki, ami az alatta lévő víz felmelegedéséhez vezet.
A jég mechanikai tulajdonságai alatt érthető a deformációnak ellenálló képessége .
A jég alakváltozásának jellemző típusai: feszítés, összenyomás , nyírás , hajlítás . A jégdeformáció három szakaszát különböztetjük meg: a rugalmas , rugalmas- plasztikus és a pusztulás szakaszát. A jég mechanikai tulajdonságainak figyelembevétele fontos a jégtörők optimális menetirányának meghatározásakor , valamint a rakomány jégtáblákra, sarkállomásokra történő elhelyezésénél, a hajótest szilárdságának kiszámításakor [ 6] .
Hagyományosan a tengeri jég fizikai és mechanikai tulajdonságait egyenletes jégmezőkből, hummockokból és stamukhákból fúrt magok és minták alapján vizsgálják. A közelmúltban a jég szilárdságának minta nélküli módszerrel történő meghatározásához egy fúrószondát-behúzót is alkalmaztak, amely egy hidraulikus állomásból, egy bemélyedésből, a nyomásérzékelők leolvasásának, az elmozdulásnak és a jég repedésének jeleinek rögzítőjéből áll a tesztelés során. A módszer alkalmazásával jelentősen csökkenthető a kutatásra fordított idő [7] .
Amikor a tengeri jég képződik, apró sós vízcseppek rekednek a teljesen friss jégkristályok közé , amelyek fokozatosan lefolynak. A legnagyobb sűrűségű tengervíz fagyáspontja és hőmérséklete a sótartalmától függ. A tengervíz, amelynek sótartalma 24,695 ppm alatt van (ún. brakkvíz ), lehűtve először az édesvízhez hasonlóan eléri a legnagyobb sűrűséget , majd további hűtéssel, keverés nélkül gyorsan eléri a fagypontot . Ha a víz sótartalma meghaladja a 24,695 ppm-et (sós víz), akkor folyamatos keveréssel (a felső hideg és az alsó melegebb vízrétegek közötti csere) fagypontig hűl le a sűrűség állandó növekedésével, ami nem teremt feltételeket a víz gyors lehűtésére és lefagyására, vagyis amikor Ugyanazon időjárási körülmények között a sós óceánvíz később fagy meg, mint a brakkvíz.
A tengeri jeget helyük és mobilitásuk alapján három típusra osztják :
A jégfejlődési szakaszok szerint több úgynevezett kezdeti jégtípust különböztetünk meg (a keletkezési idő sorrendjében):
A jég - nilas jég kialakulásának idejében tovább :
A jégképződés további fejlődési szakasza a fiatal jég , amely szürke (10-15 cm vastag) és szürke-fehér (15-30 cm vastag) jégre oszlik.
Azt a tengeri jeget, amely fiatal jégből fejlődik ki, és nem idősebb egy télnél , elsőéves jégnek nevezzük . Ez az első éves jég lehet:
Ha a tengeri jég legalább egy évig olvadt, akkor az öregjégnek minősül . A régi jég a következőkre oszlik:
A Jeges -tenger többéves jég vastagsága egyes területeken eléri a 4 métert.
Az antarktiszi vizekben főleg elsőéves, legfeljebb 1,5 m vastag jég található, amely nyáron eltűnik.
A szerkezet szerint a tengeri jeget feltételesen hegyesre, szivacsosra és szemcsésre osztják, bár általában vegyes szerkezetben fordul elő.
A jégtakaró időtartama és keletkezése szerint a Világóceán vízterülete általában hat zónára oszlik [8] .
| Hó és jég | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Hó | |||||
| Havas természeti képződmények | |||||
| Hószállítás | |||||
| Jég | |||||
| Természetes jégképződmények | |||||
| Jégtakaró |
| ||||
| Tudományos tudományágak | |||||