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Como as cachoeiras congelam o fluxo médio?

Como as cachoeiras congelam o fluxo médio?
Não é raro ver lagoas congeladas ou lagos durante a temporada de inverno. Quando o mercúrio mergulha ainda mais, corpos de água tão grandes como o oceano pode congelar também. 

Você pode se surpreender ao saber que o Oceano Ártico, um dos maiores oceanos do planeta, permanece parcialmente coberto por uma fina camada de gelo ao longo do ano e se congela quase completamente na superfície durante o inverno.

Árctico congelado
O Oceano Ártico congelado (Créditos: Incredible Arctic / Shutterstock)
O congelamento de um lago ou lagoa ainda faz algum sentido, pelo menos intuitivamente, porque a água presente neles permanece estacionária o tempo todo, então ela congela quando a temperatura cai abaixo de zero. Mas como você pode explicar as cachoeiras, ou seja, corpos d’água com muita turbulência que fluem unidirecionalmente a uma taxa rápida, tornando-se congelado no meio do fluxo?

Como é que a água congela em lagoas / lagos?

Água se transforma em gelo quando pequenas moléculas de água aderem umas às outras em condições muito frias e param de se mover. Isso começa com algumas moléculas, mas as moléculas vizinhas se ligam a esse gelo também, tornando-o maior e maior até que o corpo inteiro de água eventualmente congela.
Lago congelado
Lagos e lagoas congelar relativamente mais fácil do que cachoeiras (Image Source: commons.wikimedia.org)
O congelamento da água desta maneira é relativamente fácil em lagoas e lagos, porque as moléculas de água permanecem mais ou menos estacionárias, impedindo que outras moléculas se afastem umas das outras. Esta é a razão por que muitos lagos congelar quando a temperatura cai para 0 graus Celsius.
Por outro lado, congelar uma cachoeira não é tão fácil, uma vez que as moléculas de água estão em movimento contínuo e, portanto, podem facilmente separar as ligações que os mantêm juntos. Portanto, as condições têm de ser muito mais frio, o que significa que a temperatura ambiente deve ser bem abaixo da temperatura de congelamento para congelar uma cachoeira fluindo. Além disso, uma vez que a água em uma cachoeira é continuamente misturando, o resfriamento ocorre uniformemente em toda a cachoeira, por isso demora mais tempo para que apareçam mudanças facilmente visíveis. Isso significa que, ao contrário da água parada (onde você pode facilmente detectar manchas congeladas de água flutuando na superfície), se uma cachoeira começa a congelar, levará algum tempo antes que você realmente perceber os efeitos.

Como é que uma cachoeira congelar meados de fluxo?

Cachoeira congelada
Bonito e um pouco assustador ao mesmo tempo (Crédito da foto: pixabay.com)
Acontece assim: a água do rio / córrego que fornece água aos supercoóis da cachoeira (quando a água experimenta uma temperatura menor do que seu ponto de congelamento sem se tornar um sólido) quando a temperatura mergulha abaixo do ponto de congelamento (em torno de -6 graus Celsius) . Isto resulta em um abrandamento gradual do fluxo como as moléculas de água começam a furar uns aos outros e formam minúsculas partículas sólidas de “gelo frascos”. Frazil gelo, que tem uma aparência oleosa quando visto na superfície da água, é um aglomerado de loose, aleatoriamente orientada cristais de gelo em forma de minúsculas agulhas. Geralmente se forma em rios, lagos, oceanos e outros corpos d’água contendo água turbulenta, aberta e super-resfriada.
Gelo frio
Frazil gelo que flui na boca do rio Blanda na Islândia (Image Source: Wikipedia.org)
Estes discos de gelo frazil se aglomeram e aderem a superfícies próximas, então em cachoeiras caindo livremente, estes discos se prendem ao saliência, enquanto que em cachoeiras que fluem para baixo um penhasco, os discos se agarram às rochas frias. Desde que a temperatura permaneça nesse nível por um tempo suficientemente longo, o gelo de frascos forma uma âncora no ponto onde a água cai das rochas e começa a crescer para baixo, criando uma coluna tão alta quanto a altura da qual a água cai! Depois de tempo suficiente passa, a cachoeira inteira parece ter congelado, fazendo para uma vista pitoresca, mas extremamente surreal.
Embora o processo só ocorre em condições muito frias e leva um pouco de tempo para trazer um corpo de água que flui para uma paralisação completa, a imagem de uma cachoeira congelada com icicles longo pendurado para baixo de um penhasco é realmente algo especial de se ver.

Referências:

  1. Wikipedia
  2. Fluxo do fluxo durante a estação congelada – US Geological Survey
  3. Formação de gelo de Frazil – Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA

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