브리니클
Brinicle브라이니클(Brine icidle, 일명 얼음 종유석)은 아래로 자라는 속이 빈 관으로, 개발 중인 해빙 아래에 형성되는 하강 브라인 플룸을 둘러싸는 것이다.brine)의 플럼을 감싸고 있다.
극지 대양에서 바닷물이 얼면서 소금 브라인 농축액이 해빙에서 배출돼 밀도·초저온·염수 등의 하류 흐름이 형성되고, 주변 물보다 빙점이 낮아진다. 이 플룸이 이웃해 있는 바닷물과 접촉할 때, 그것의 극도로 낮은 온도는 유량 주위로 즉시 얼음을 형성하게 한다. 이것은 브리니클이라고 불리는 속이 빈 종유석, 즉 고드름을 만든다.
포메이션
소금물에서 얼음이 형성되면 근처의 얼지 않은 물의 구성에 현저한 변화가 생긴다. 물이 얼면 대부분의 불순물이 물 결정에서 제외된다; 심지어 바닷물의 얼음도 그것이 형성되는 바닷물에 비해 상대적으로 신선하다. 불순물을 억지로 빼낸 결과(소금과 다른 이온 등) 해빙은 매우 다공성이고 스폰지 같은 것으로, 민물이 얼 때 생성되는 고체 얼음과는 사뭇 다르다.
바닷물이 얼고 순수한 얼음 결정 격자 밖으로 소금이 밀려나면서 농축된 브라인(brine)이 새어나오면서 주변 물이 더 많은 식염수가 된다. 이것은 그것의 얼어붙은 온도를 낮추고 밀도를 높인다. 빙하의 온도를 낮추면, 이 주변, 브라인(brine)이 풍부한 물은 액체로 남아 있고 즉시 얼지 않게 된다. 밀도의 증가는 이 층을 가라앉게 한다.[1] 브라인 수로라고 불리는 작은 터널들이 얼음 전체에서 만들어지는데, 이 초절정, 초냉각수가 얼은 순수한 물로부터 멀리 가라앉기 때문이다. 이제 브라이니클의 창조를 위한 무대가 마련되었다.
이 과냉각 식염수는 얼음 아래 녹지 않은 바닷물에 도달하기 때문에 추가적인 얼음이 생성될 것이다. 물은 고농도에서 저농도로 이동한다. 브라인에는 낮은 농도의 물이 있기 때문에 주변의 물을 끌어당긴다.[2] 브라인(brine)의 차가운 온도 때문에 새로 끌어들인 물이 얼어버린다. 브라인 채널이 비교적 균일하게 분포하면 얼음팩은 아래로 고르게 자란다. 그러나 브라인 채널이 하나의 작은 지역에 집중되어 있다면, 차가운 브라인(지금은 염분이 많아 정상적인 빙점에서 얼지 못한다)의 하강 흐름은 흐름으로서 얼지 않은 바닷물과 상호작용을 시작한다. 불에서 나오는 뜨거운 공기가 플룸처럼 솟아오르듯이 이 차갑고 밀도가 높은 물은 플룸처럼 가라앉는다. 그것의 바깥쪽 가장자리는 이 제트기에 의해 냉각된 주위의 물이 얼음 층을 얼음 지점 아래로 축적하기 시작한다. 이제 브라이니클이 형성되었는데, 빙하가 뒤집힌 "침니"와 유사하게 이 과냉각된 슈퍼살린 물의 하향 흐름을 감싸고 있다.
브라이니클이 충분히 두꺼워지면 자급자족하게 된다. 아래로 흘러내리는 콜드 제트 주변에 얼음이 쌓이면서 차갑고 식염수인 물이 번지고 따뜻해지는 것을 막는 단열층을 형성한다. 그 결과 제트기를 둘러싼 아이스 재킷은 흐름에 따라 아래로 커진다. 종유석의 내벽 온도는 염도가 결정되는 동결곡선에 남아 있어 종유석이 성장하면서 브라인(brine)의 온도적자가 얼음의 성장으로 들어가면서 내벽이 녹아서 인접한 브라인(brine)을 다시 빙점까지 희석시켜 식힌다.[3] 그것은 마치 고드름이 뒤집힌 것과 같다; 차가운 공기가 액체 상태의 물을 층으로 얼리기 보다는, 아래로 밀려오는 차가운 물이 주변 물을 얼려 더 깊이 내려갈 수 있게 한다. 그렇게 되면 더 많은 얼음을 만들어 내고, 브라이니클은 더 길어진다.
브리니클은 물의 깊이, 그 흐름을 부채질하는 해빙의 성장, 그리고 주변의 물 자체에 의해 크기가 제한된다. 2011년에는 처음으로 브라이니클 편성이 촬영되었다.[4] 브라이니클 내 액체 상태의 물의 염도는 공기의 온도에 따라 차이가 있는 것으로 확인되었다. 온도가 낮을수록 브라인 농도가 높아진다. 2014년 1월 백해 연안에 따르면 공기 온도 -1°C에서 염도는 30-35 psu인 반면 바다의 염도는 28 psu인 것으로 나타났다. 온도가 -12 °C일 때 브라인 염도는 120 ~ 156 psu 사이로 증가했다.[5]
구조
브라이니클은 생성 당시 해빙층의 밑바닥에서 내려오는 얼음 파이프를 닮았다. 배관 안에는 브라인 채널을 통해 축적된 위에서 해빙이 자라면서 생성되는 극히 차갑고 식염수가 있다. 처음에는 브리니클이 매우 연약하고, 벽은 얇지만, 차가운 브린느의 지속적인 흐름은 브리니클의 성장을 지탱하고 덜 차가운 주위 물과의 접촉에 의해 야기될 용융을 방해한다. 얼음이 쌓이고 벽이 두꺼워질수록 브리니클은 더욱 안정된다.
브리니클은 적절한 조건에서 해저에 닿을 수 있다. 그러기 위해서는 갑판 얼음 위에서 나오는 초냉 브린이 계속 흘러야 하고, 주변 물이 브라인보다 상당히 적은 염수여야 하며, 물이 매우 깊을 수 없으며, 머리 위 바다 얼음팩이 고요해야 하며, 그 지역의 전류가 최소 또는 정적이 되어야 한다. 주변의 물이 너무 염분이 많으면, 그 빙점이 너무 낮아 브라인 플룸 주위에 상당한 양의 얼음이 생성될 수 없다. 물이 너무 깊으면 브라이니클은 해저에 닿기 전에 자신의 무게로 자유롭게 부서지기 쉽다. 만약 아이스팩이 이동성이 있거나 조류가 너무 세면, 스트레인은 브리니클을 망가뜨릴 것이다.
유리한 해저 지형을 포함한 적절한 조건 하에서, 브라인 수영장이 만들어질 수 있다. 그러나 냉기가 스며들어 생긴 브라인풀과 달리 브라인풀은 결국 브라인 공급이 중단되기 때문에 매우 일시적일 가능성이 높다.
해저에 도달하면 주변의 물이 얼면서 얼음이 계속 쌓일 것이다. 브라인(brine)은 해저면을 따라 가장 낮은 지점에 도달할 때까지 하강 방향으로 이동하며, 그곳에서 풀링하게 된다. 불가사리나 성게를 포함한 어떤 밑바닥의 바다 생물도 이 팽창하는 얼음 그물에 갇혀서 결국 얼어 죽을 수 있다.
연구이력
1960년대 이후로 알려진, 일반적으로 받아들여진 그들의 형성의 모델은 1974년 미국의 해양학자 실리 마틴에 의해 제안되었다.[3] 브라이니클의 형성은 2011년 제작자 캐서린 제프스와 카메라맨 휴 밀러와 더그 앤더슨이 BBC 시리즈 겨울왕국의 시리즈에서 처음 촬영했다.[4]
참조
- ^ Cartwright J HE, B Escribano, D L González, C I Sainz-Díaz & I Tuval (2013). "Brinicles as a case of inverse chemical gardens". Langmuir. 29 (25): 7655–7660. arXiv:1304.1774. doi:10.1021/la4009703. PMID 23551166. S2CID 207727184.
{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크) - ^ Main, Douglas (2013). "How Eerie Sea Ice 'Brinicles' Form". Live Science.
- ^ a b Martin, Seelye (August 1974). "Ice stalactites: comparison of a laminar flow theory with experiment". Journal of Fluid Mechanics. 63 (1): 51–79. Bibcode:1974JFM....63...51M. doi:10.1017/S0022112074001017.
- ^ a b Jeffs, Kathryn (2011-12-28). "Anatomy of a shoot: Filming the 'finger of death'". BBC. Retrieved 2021-03-21.
{{cite news}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ Voronov A, Krasnova E, and D Voronov (2014). "A Simple Method to Demonstrate that Ice Formation Creates Stratification in Salt Meromictic Lakes" (PDF). EARSeL EProceedings. 1. Archived from the original (PDF) on 2017-04-25. Retrieved 2017-04-24.
{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)