في فصل الشتاء، نلاحظ غالبًا تكوُّن كرات الثلج البيضاء في المناطق القطبية، وهو ما يحدث نتيجة لتراكم كميات كبيرة من الثلج بسبب الانخفاض الحاد في درجات الحرارة. تحديدا، في المناطق القطبية، تتجمد الرطوبة عندما تنخفض درجات الحرارة إلى صفر مئوي أو أقل. في هذا المقال، سنشرح بالتفصيل السبب وراء تقلص كتلة الثلج بشكل بطيء، لذا تابعونا على رحلتنا في استكشاف هذه الظاهرة.
محتويات
تحليل سبب تقلص كتلة الثلج ببطء
الثلج هو مادة صلبة تنشأ عن عملية تجمد الماء السائل أو بخار الماء. عندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون الصفر، يتحول بخار الماء في الغلاف الجوي إلى جزيئات ثلجية، بينما يتحول الماء السائل على الأرض إلى صقيع. ويحدث التضاؤل البطيء لكتل الثلج بسبب عدة عوامل، وأهمها:
- تتأثر كميات الثلوج المكونة لكرات الثلج بأشعة الشمس، حيث تؤدي حرارة الشمس إلى ذوبان الثلج ببطء، مما يجعل الكرات الثلجية تفقد جزءًا من كتلتها.
درجة انصهار الثلج
- تعرف نقطة الانصهار على أنها درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. في بعض الحالات، قد يذوب الثلج حتى عند درجات حرارة الغرفة، وذلك يحدث إذا كان الهواء المحيط أكثر دفئًا من الثلج ذاته. مع ارتفاع حرارة الهواء، يتمكن من تزويد الثلج بالطاقة الكافية للذوبان، وبهذا يصبح الهواء المحيط أقل برودة.
آلية ذوبان الثلج
- يبدأ ذوبان الثلج عند تفكك الروابط التي تجمع جزيئاته، مما يؤدي إلى تباعد هذه الجزيئات. ورغم أن الروابط في الحالة الصلبة قوية، إلا أن الجزيئات تهتز في مكانها، مما لا يكفي لتغيير حالتها.
- عند تسخين الثلج، تكتسب جزيئاته طاقة إضافية، مما يدفعها للقيام بهزات سريعة وزيادة سرعتها تدريجًا. هذا يؤدي إلى ضعف بنية الثلج بشكل طفيف بالبدء، ثم تتوسع الجزيئات حتى تنفصل بشكل كامل. في هذه المرحلة، يتحول الثلج إلى الحالة السائلة، بينما تظل الجزيئات مرتبطة نسبياً.