Icehotel i Jukkasjärvi, Sverige, är känd för att kurera enorma isblock direkt från floden Arctic Torne. Naturisen är superklar på grund av områdets långa kalla månader, snö och vind. Ben "Big Ben" Nilsson Det har blivit kallare på norra halvklotet. Hösten är över oss än en gång, och vintern kommer att återvända hit den 21 december, 2018. Med de årstiderna kommer deras utmaningar. Till exempel, om det finns en term som garanterar att bilägare tappar svalheten, det är "svart is". National Weather Service definierar detta som "fläckig is på vägar eller andra transportytor som inte lätt kan ses."
För det mänskliga ögat, det är allt utom osynligt. Svart is är inte riktigt svart; det är transparent. Endast grejerna utseende svart när det täcker ett lager av jet-svart trottoar. Olyckor händer när förare, blind för faran, styra sina bilar över isen och tappa dragkraften.
Andra typer av is är lättare att se. Du har säkert märkt att hemlagade isbitar vanligtvis ser grumliga och ogenomskinliga ut i mitten, som vita block av sockervadd. Det står i kontrast till den skrämmande klarheten hos svart is. Varför är svart is genomskinlig, men kuberna i dina typiska isbrickor är inte det?
Flytande vatten verkar vara klart. Det beror på att materialet inte absorberar det mesta av det synliga ljuset som passerar genom det. Men det finns en bedräglig kvalitet på vattnet:oavsett hur fräscht det kan verka, det är aldrig 100 procent rent. Ett prov av H2O kan innehålla flytande bitar av organiskt material - alger, växtrester, etc. - tillsammans med suspenderade sediment, dammpartiklar eller fläckar av mineraler som kalcium och kalk. Det kan också innehålla massor av lösta gaser, som syre. (Utan nämnda syre, fisk skulle inte kunna andas.) Gaser och fysiska föroreningar är nyckeln till att förstå varför de isbitar i din limonadkanna är så jävla grumliga.
Se när vatten fryser, interna skräp och luftbubblor kan koncentreras. Klusterna hindrar ljuset, vilket får alla olika färgade frekvenser på det synliga ljusspektrumet att spridas. När detta händer, det får isen att se vit och grumlig ut. Men det gör det inte alltid hända.
Under 2014, YouTubern Tomas Nunuk filmade sig själv och en resekamrat som gick över Velke Hincovo Pleso, ett djup, sötvattensjö i de slovakiska bergen. Hans video blev viral eftersom den visar de två männen som står på en otroligt klar is; sjöbottnarna nedanför dem är perfekt synliga genom det frysta vattnet. Isen i Nunuks video var så genomskinlig att vissa YouTube -tittare antog att filmen hade förfalskats. Men Velke Hincovo Pleso är väldigt verklig, och när sjön fryser över (som den ofta gör), ytisen kan vara kristallklar.
Ett inlandsis måste vara nästan helt fritt från både luftbubblor och skräp för att få denna grad av klarhet. Det finns också andra krav. Is består av kristaller - och när H2O fryser snabbt, dessa kristaller tenderar att vara små och många. Det gör att isen ser vitare ut eftersom kristaller har reflekterande ytor. Så om det finns fler kristaller, det kommer mer reflektion, vilket hjälper till att sprida inkommande ljus. Å andra sidan, is som långsamt har frusit byggs av färre och större kristaller. Och de främjar transparens.
För att sammanfatta, is blir bara genomskinlig och kristallklar om den fryser långsamt och inte har för många orenheter eller kristaller. Tomas Nunuks nu berömda YouTube-video är en fallstudie av hur det ser ut när alla dessa villkor är uppfyllda. På dagen för hans slovakiska vandring, Velke Hincovo Pleso toppades med ett isigt täcke som var cirka 2 centimeter (eller 0,78 tum) tjockt. Vattnet måste ha frusit gradvis under en lugn period utan starka vindar som kan ha blåst skräp i sjön eller vridit upp vattnet.
Vi ser samma sak som händer i svart is på vägbanan. Även om inte allt detta kommer från samma källa (det kan börja som dimma, dimma, duggregn eller smält snö), det fryser alltid långsamt under perioder med låg vind, den är genomgående tunn och innehåller mycket få föroreningar. Det är därför svart is är så transparent - och frustrerande för bilister.
Men motorvägsirritationer trots det, transparent is är inte lika vanlig i naturen som den vita, grumlig variation. Det finns många anledningar till att en viss isbit kanske inte är tydlig. En del is består av fallna snöflingor, vars vinkelformar och oregelbundna kristaller sprider ljus. Och ibland, vatten fryser bara snabbt, vilket resulterar i is med mindre kristaller.
Konstgjord is är föremål för samma fysiska lagar. De flesta hushållsisbrickor är utformade för att frysa in små vattenblock utifrån och in. Om du gör det har det en bieffekt att föroreningar dras in i vattnet mot mitten av varje kub. De färdiga produkterna ser därför vita och disiga ut i mitten. För att bli tydligare, mer attraktiva kuber, vissa restauranger använder dyra maskiner som fryser vatten mycket gradvis, och uteslutande från ena sidan. Det låter orenheterna fly utåt.
Lyckligtvis, det finns gott om billigare sätt att göra transparenta isbitar. Ett välkänt trick handlar om att koka vattnet i förväg, på så sätt befrias den från upplösta gaser innan frysningsprocessen startar.
NU ÄR DET KULTTekniskt, vatten är inte färglöst (även om det ofta ser ut så). Tro det eller ej, vätskan har en naturlig blåaktig nyans, på grund av att den absorberar rött, gult och orange ljus lättare än blått ljus. Men våra mänskliga ögon kan bara observera denna azurblå kvalitet i djupa vattendrag. Detta hjälper till att förklara varför havet ser blått ut för oss medan glasfulla dricksvatten ser transparenta ut. Det är också därför stort, tjocka glaciärer antar en kunglig nyans.
