Entrades amb l'etiqueta ‘temperatura’

L’estrès tèrmic que se’ns apropa

dijous, 10/08/2017

La sensació de confort està molt relacionada amb l’absència d’estrès tèrmic. L’impacte de la radiació solar, la humitat i del moviment de l’aire afecten no sols el nostre estat d’ànim, sino també el nostre metabolisme. En general, els humans no podem viure bé sota l’estrès tèrmic, que ens pot portar fins i tot a hipertèrmies potencialment mortals.

Els organismes vius només podem sobreviure dins d’un cert rang de temperatura i d’humitat. Quan la temperatura ambient és massa alta, el nostre cos utilitza mecanismes de refredament evaporatiu i sua (els gossos obren la boca per evaporar saliva, i aconsegueixen el mateix). Ara bé, l’eficàcia de la refrigeració evaporativa depèn de la humitat.

Heu sentit parlar de la temperatura de bulb humit? Segons la termodinàmica, la temperatura de bulb humit és la temperatura més baixa que es pot aconseguir en una superfície mullada amb aigua, mitjançant refrigeració evaporativa per ventilació. Els termòmetres coberts amb un drap empapat d’aigua la mesuren de manera bastant aproximada. Cal dir que, amb una humitat relativa del 100%, la temperatura del bulb humit és igual a la temperatura habitual de bulb sec perquè l’aigua ja no s’evapora. Doncs bé, s’ha vist que la temperatura de bulb humit o algunes mesures similars com poden ser l’índex d’humitat (Humidex) o la temperatura WBGT (que té a més en compte la radiació solar), proporcionen una bona mesura del grau d’estrès tèrmic.

La temperatura de bulb humit, fins ara, molt rarament ha superat els 31 graus a cap lloc de la Terra. I això és bo, perquè sabem que una temperatura de bulb humit de 35 graus és mortal: el cos humà no es pot refredar prou i la persona acaba morint a les poques hores, encara que estigui ben sana i que es protegeixi amb un ventilador. A aquesta temperatura de bulb humit, els nostres cossos ja no poden dissipar calor al medi ambient i comencen a absorbir-ne, amb un resultat d’hipertèrmia i col·lapse.

Tot això té relació amb una noticia que vaig llegir fa poc i que no em puc treure del cap. És un article científic publicat a la revista dels Avenços en Ciència, fruit de la col·laboració entre el professor Elfatih Eltahir del MIT i investigadors de Singapur, Hong Kong i Los Angeles. Aquí en teniu la ressenya que publica el MIT, amb una explicació ben detallada i un vídeo (la imatge de dalt és d’aquest vídeo). Les conclusions de l’estudi es basen en l’anàlisi de tres models de clima global, escollits d’entre més de 20 en base a la precisió de les seves prediccions climàtiques a la zona del sud d’Àsia, i concorden amb un altre article publicat recentment per investigadors de la Universitat de California a Irvine. Sabem que, amb les condicions climàtiques actuals, el 2% de la població de la Índia pateix de tant en tant onades de calor amb temperatures de bulb humit que arriben fins els 32 graus. Doncs bé, l’estudi diu que si no es modifica el ritme actual d’emissions i de consum de combustibles fòssils, l’any 2100, aquest percentatge pujarà fins el 70%, i que un 2% dels qui viuen a la Índia patiran de tant en tant onades de calor mortals, de 35 graus de temperatura de bulb humit. Sense considerar cap creixement demogràfic, aquesta predicció implica un mínim de 26 milions de morts. De fet, i en contra de totes les prediccions, l’onada de calor del 2015 ja va quasi assolir aquest límit dels 35 graus i va matar aproximadament 3.500 persones al Pakistan i a la Índia. L’estrès tèrmic mortal de les onades de calor ja està arribant al sud asiàtic.

Durant els darrers cent anys, hem arribat a tots els racons del planeta i ara hi ha gent que viu per tot arreu. Però durant els propers cent anys, hi haurà grans zones del planeta que esdevindran inhabitables, amb un resultat de milions de morts i desplaçats i amb una desaparició total de l’activitat agrícola i ramadera. Com diu el professor Matthew Huber de la Universitat de Purdue, citat a la noticia del MIT, aquests resultats són impressionants i francament opressius. Ens hem equivocat, hem seguit pel camí erroni a pesar dels advertiments dels científics. Fa temps que haguéssim hagut de dubtar, parar, aturar el negoci depredador del petroli, i pensar bé el nostre futur. Anem amb el cap ben alt, directes al desastre. I, quan els nostres fills i néts hagin de conviure amb tota aquesta realitat, hi haurà algun culpable?

Per cert, la Victoria Camps diu que la filosofia i el coneixement venen de persones que s’equivoquen, i que la saviesa consisteix en dubtar sempre del que creiem que sabem. Diu que aprendre a dubtar és saber distanciar-se, posar en qüestió els tòpics i els prejudicis, i aprendre a qüestionar l’inqüestionable.

L’imperceptible i el temps

dijous, 15/09/2016

Els darrers cent anys, els físics han parlat molt sobre el temps i sobre la vida. Per acabar d’arrodonir els seus comentaris sobre aquests temes i sobre el fet que som limitats, permeteu-me que recorri un darrer cop al que ens explica en Carlo Rovelli. Rovelli ens diu que el temps és un fenomen com la temperatura o la transició de líquid a gas. El fet és que els àtoms individuals no són sòlids o líquids ni càlids o freds. Ara bé, quan hi ha molts àtoms junts es formen agregats i objectes macroscòpics, que tenen certes propietats en el seu conjunt. L’interessant de tot plegat és que mentre que els àtoms no tenen passat ni futur, aquestes variables macroscòpiques sí que inclouen la noció de temps.

Si la nostra percepció del que ens envolta fos infinitament potent i poguéssim percebre tant el nostre cos i les persones i objectes que veiem cada dia com tots els detalls dels seus òrgans, de totes les seves (i nostres) cèl·lules i i de tots els àtoms i molècules que les conformen, podríem vèncer el temps perquè hauríem arribat al coneixement constant i microscòpic del que passa i hauríem entrat en la regió de l’Univers on el temps no existeix. Aquest sí que seria un veritable viatge al país de les meravelles. Els adonaríem de qualsevol mutació genètica, de l’inici de la primera placa de colesterol o d’alzheimer, i la podríem corregir amb ben poc esforç. Podríem controlar la memòria, decidint què esborrem cada cop que ens interessés guardar un nou record en un cervell ja ple d’informació. L’únic problema és que tot això és un supòsit absolutament irreal. El nostre cervell, que és l’òrgan que més energia demana al nostre cos, fa moltes coses però és limitat i no en pot fer més. Veiem si algú ve corrent, però no podem percebre si es troba bé, està preocupat o té fred fins que no arriba i ens ho explica. L’evolució ens ha preparat molt bé per detectar persones i coses que es mouen ràpid, però no per descobrir altres aspectes de la realitat que són menys rellevants per la nostra supervivència. Som limitats perquè som el resultat d’un perfecte equilibri entre el que podem arribar a fer i pensar i l’estalvi energètic del nostre organisme. Som el resultat de més de tres mil milions d’anys d’evolució.

Veiem molts fenòmens macroscòpics, però és impossible poder veure i poder actuar sobre tot el que es mou per sota. I si en algun moment tenim la temptació que hi podrem arribar, només cal que pensem en el nombre d’Avogadro. Veiem que tenim febre, però mai podrem copsar tots els fenòmens energètics que la produeixen. Les nostres interaccions amb la resta del món no distingeixen els detalls fins de la realitat, i això guarda relació amb les probabilitats en el món de la física (vegeu la nota al final). Durant el segle XIX ningú entenia què era la calor, fins que Ludwig Boltzmann va veure que era una d’aquestes variables macroscòpiques que utilitzem per explicar la realitat quan no la podem copsar en tota la seva complexitat. Salvant les distàncies, perquè la calor és la punta de l’iceberg d’un fenomen infinitament més complex, parlar de la calor és com parlar del PIB d’un cert país. Així com el PIB és una xifra estadística que amaga i pretén resumir la situació de milions de persones, la calor resumeix i amaga el comportament de trilions de molècules. La calor no va del calent al fred obligada per cap llei absoluta. De fet, el que passa és que hi va amb gran probabilitat. Si visquéssim molts i molts segles, gràcies a Boltzmann sabem que podríem arribar a veure coses “màgiques” com per exemple que algun cop la tassa de cafè es refreda quan hi aboquem el cafè calent. En paraules de l’editor d’en Carlo Rovelli, el que no és manifest és molt més vast que el que és manifest. El temps neix de la nostra limitació i del fet que no en sabem pràcticament res, del que passa a l’univers. La nostra percepció del pas del temps surt de l’imperceptible, perquè si fóssim capaços d’observar-ho i controlar-ho tot fins els més ínfims detalls, sabríem actuar per controlar també el pas del temps. Però ja no seriem humans, seriem déus.

Rovelli insisteix que som part del món i de la Natura. Diu que els valors morals que tenim, les emocions i els amors, no són menys autèntics pel fet de ser part d’aquesta Natura. Al contrari, això els fa més autèntics perquè són reals. La nostra realitat, diu, és el plor i el riure, la fidelitat i les traïcions, el passat que ens persegueix i la serenitat. Molts ginys que hem inventat, com els termostats, actuen de manera autònoma i automàtica. Però, quina diferència hi ha entre un termòstat i jo, quan veig que fa calor puc decidir lliurement si vull engegar la calefacció o no, i que sé que existeixo?. La gran pregunta, segons Rovelli, és aquesta: com pot, l’intercanvi continu d’informació a la Natura, produir-nos a nosaltres mateixos i els nostres pensaments? No ho sabem.

———

Per cert, l’Adrian Foncillas diu que els EUA van convertir Laos en el país més bombardejat del món entre el 1964 i el 1973, amb 2,5 milions de tones de bombes en 580.000 missions (una missió cada vuit minuts). Són més bombes de les que van caure conjuntament sobre el Japó i Alemanya durant la segona guerra mundial. Van causar un nombre indeterminat de morts i van obligar la població a desplaçaments massius.

———

NOTA: En Carlo Rovelli ens recorda que l’experiència del pas del temps ve de l’estret lligam entre el temps i la calor i del fet que només quan hi ha flux de calor el passat i el futur són diferents. Ara sabem que la calor està relacionada amb les probabilitats en física. Ho sabem des de Boltzmann, el gran físic del segle XIX que va acabar incomprès i ben malament. Ludwig Boltzmann, pels voltants de 1870, va re-escriure la termodinàmica en base a la hipòtesi que la matèria és un conjunt d’àtoms, tot utilitzant l’estadística i la llei dels grans nombres. I Boltzmann va trobar l’explicació de la calor: és l’atzar. La calor no va del calent al fred obligada per una llei absoluta: hi va només amb gran probabilitat. És molt més probable que, en un xoc, un àtom que es mou de pressa de la substància calenta deixi energia a un àtom fred, que no pas a l’inrevés. No és impossible que un cos calent s’escalfi encara més posant-se en contacte amb un cos fred: només és altament improbable. Perquè en definitiva, l’explicació probabilística de la calor està relacionada amb la nostra ignorància. Rovelli observa que jo no ho puc saber tot, d’una cosa, però puc assignar una probabilitat més gran o més petita a la seva ocurrència. Parlem de probabilitats quan no podem arribar a conèixer i entendre tots els ínfims detalls d’un determinat fenomen. És el que fem quan pensem en si demà plourà o farà sol, o en la probabilitat de curació quan tenim una greu malaltia. La cullereta freda s’escalfa en el cafè calent perquè cafè i cullereta interaccionen amb nosaltres (ulls, dits i cervell) només mitjançant un petit nombre de variables com la temperatura, entre les incomptables que caracteritzen el seu microestat. El valor d’aquestes variables no és suficient per preveure’n amb exactitud el comportament futur però sí per estimar amb molta probabilitat que la cullereta s’escalfarà.

Per què els ponts estan gebrats?

dimecres, 29/01/2014

Fa pocPont_Gebrat.jpg vaig caminar per la via verda que va de Girona a Olot. És una experiència que us recomano, si no ho heu fet encara i us agrada caminar. El camí segueix la via del tren que va construir la burgesia industrial del segle XIX per a transportar el suro. Era al matí i feia fred. Alguns trams estaven gebrats. Ben aviat em vaig adonar que el camí només estava gebrat quan passava pel damunt dels ponts de la via del tren, dels viaductes que els nostres besavis havien construït per a evitar barrancs i torrenteres.

Per què trobem gebre damunt dels ponts i no en veiem quan passem per camins en terra ferma? Doncs perquè els objectes prims s’escalfen i es refreden més ràpidament que els gruixuts. Ens ho va explicar en Jean-Baptiste Fourier fa 190 anys, quan va descobrir les lleis físiques que regulen la transmissió i conducció de la calor. La temperatura atmosfèrica oscil·la cada 24 hores, i les nits són sempre més fredes que els dies. La terra dels camins i l’aigua dels rius i llacs segueixen les variacions diürnes i estacionals de temperatura, però ho fan lentament, amb parsimònia i moderació, perquè escalfar i refredar és quelcom que demana temps. Encara que tinguem el forn a 200 graus, si hi posem un tall rodó i el deixem només mitja hora dins el forn, no haurem fet res. Sabem per experiència que si volem coure un tall rodó necessitem molt més temps que si volem cuinar uns quants filets prims de pollastre, i que si volem fer una peça sencera de carn a l’ast, haurem de dedicar-hi unes quantes hores. Els camins que passen per damunt dels ponts i les carreteres dels viaductes no són pas gaire gruixuts, perquè la capa de materials i terra sota seu i damunt els arcs de sustentació és prima. Quan a la nit cau la temperatura, es refreden i fàcilment poden arribar a estar sota cero. És el que passa a tot allò que és prim i que hem deixat a la intempèrie. Durant les nits d’hivern, les parets exteriors dels porxos es refreden igual que els camins damunt els ponts i les torres elèctriques. La terra ferma, en canvi, es refreda molt menys perquè és gruixuda i té una conductivitat tèrmica baixa. El fenomen no és trivial perquè aquesta conductivitat tèrmica del sòl és funció de factors com la humitat i la composició física. Però també és ben conegut que, a una profunditat d’un o dos metres, desapareixen els canvis de temperatura diürns. La temperatura és estable al llarg dels dies, i només canvia molt suaument entre estiu i hivern. De fet, si anem a més profunditat, desapareixen fins i tot els canvis estacionals i la temperatura és constant tot l’any. És el que experimentem quan baixem a les estacions del metro. Quan el gruix de terra és gran, les ràpides variacions de temperatura entre dia i nit s’esmorteeixen fins desaparèixer, i deixem de notar-les de la mateixa manera que la part central d’un tall rodó no rep la calor d’un forn que hem encès poca estona. Però quan les condicions es mantenen molt més temps, tot acaba escalfant-se o refredant-se. Podem coure el tall rodó, i els habitants de les zones àrtiques coneixen molt bé el fenomen del permagel. La temperatura depèn del temps i del gruix. Les nostres nits fredes i gebradores són massa curtes per a poder refredar fins i tot les capes superficials de la terra ferma.

Jean-Baptiste Fourier va estudiar a l’École Normale Supérieure de París, i va tenir com a professors Pierre-Simon Laplace, Joseph Louis Lagrange i Gaspard Monge. Quasi res. Fourier va publicar la seva “Teoria analítica de la calor” l’any 1822, tot inspirant-se en la llei del refredament que ja havia formulat Newton. A més, a partir de la teoria de la calor va desenvolupar les conegudes sèries de Fourier. Laplace havia descobert les lleis de l’equilibri tèrmic i de la difusió. Fourier les va estendre i va explicar el que passa quan encara el sistema no ha arribat a l’equilibri, durant l’anomenat règim transitori. Va plantejar les lleis que expliquen la variació de temperatura en funció del gruix i al llarg del temps i la llei que descriu el refredament del sòl i de tots els objectes que són a l’aire lliure durant la nit. És clar que l’estudi dels canvis de temperatura i de la transmissió de la calor té denominació d’origen: va ser cosa dels francesos.

L’equació de Laplace és una equació en derivades parcials de segon ordre. El nom no ens ha d’espantar. En física, les equacions en derivades parcials expliquen el comportament no de les magnituds físiques, sinò el de les seves variacions. L’equació de Laplace explica tant el comportament de la temperatura com el de tots els fenòmens de difusió. Bàsicament, diu que la natura i l’univers detesten els bonys i les irregularitats. Suposem que en un cert instant mesurem, amb una sonda, la temperatura del sòl en punts equidistants i de profunditat creixent. Si prenem mesures cada 2 centímetres, amb 100 mesures tindrem informació de la temperatura de la terra fins als dos metres de profunditat. Doncs bé, l’equació de Laplace ens diu que tot plegat és com si els punts on hem pres les temperatures fossin petits éssers vius que volen romandre en harmonia amb els seus veïns. Cada punt “observa” la temperatura dels seus dos veïns, en fa la mitjana, i intenta assolir aquesta temperatura mitjana (en realitat, la mitjana es fa en base als veïns immediats en totes les direccions, però en el nostre cas ho podem simplificar i parlar només de veïns en la direcció vertical perquè la temperatura només canvia en aquesta direcció). Els punts volen passar desapercebuts, no volen destacar en relació als seus veïns. L’equació de Laplace explica tots els fenòmens de difusió. Les temperatures del subsòl es difonen com els contaminants i el fum a l’atmosfera o com la llet en el cafè. Si aboquem llet amb molt de compte en una tassa de cafè i no remenem, en un primer moment els dos líquids quedaran mig barrejats. Imaginem, com abans, que mesurem la concentració de llet en una certa línia vertical i que ho fem cada mil·límetre, per exemple. Si al cap d’una hora tornéssim a fer el mateix, veuríem que la llet s’ha difós i que es compleix la llei de Laplace: els punts han deixat de destacar respecte els seus veïns i les vetes blanques de llet del principi han desaparegut. Sense estímuls externs, els sistemes tendeixen a una total uniformitat.

Mentre que l’equació de Laplace explica com queda tot plegat en l’estat final d’equilibri i repòs, Fourier va establir les lleis que regeixen l’evolució de la temperatura i de les concentracions durant aquests fenòmens de difusió. La idea és molt simple. Hem vist que cada punt “observa” la temperatura dels seus veïns, en fa la mitjana, i desitja assolir aquesta temperatura mitjana. El que va plantejar Fourier és una equació diferencial que diu que cada punt modifica en cada moment la seva temperatura (o concentració) amb una velocitat que és proporcional a la diferència entre el seu valor i la mitjana dels valors dels seus veïns. Els punts “observen” els veïns i “actuen”. Si veuen que són lluny de la mitjana dels veïns, s’afanyen més en acostar-s’hi, però si ja són prop de la mitjana, s’ho prenen amb més calma. És l’anomenat comportament asimptòtic, ràpid al principi i cada cop més lent. Fourier ens diu que cada cop ens acostem més a la situació d’equilibri de Laplace, la de les funcions harmòniques, però que mai hi arribarem. Quan els punts són molt a prop de la mitjana dels seus veïns, s’hi continuen acostant amb velocitats que arriben a ser infinitament petites. Val a dir que ens els fenòmens reals tot plegat és una abstracció perquè els estímuls externs van canviant, tot sacsejant els sistemes. Ni la temperatura del subsòl s’estabilitza ni la concentració d’humitat a l’atmosfera arriba a un estat de difusió uniforme. El Sol i la rotació de la Terra ens regalen els núvols, que no existirien sense ells.

Els camins que passen per damunt dels ponts es refreden a la nit perquè la capa de terra i materials no és gaire gruixuda. El punt que menys es refreda és el punt central, el punt intermedi entre la superfície del camí i la superfície dels arcs de sota el pont. La llei de Fourier (vegeu nota al final) ens permet calcular la temperatura i el grau de refredament d’aquest punt al llarg del temps. El fenomen, però, no és línial en relació al gruix. Si el material és prim i es refreda (o s’escalfa) el que volem al cap d’una hora, Fourier ens diu que si fem una segona prova amb el doble de gruix de material (tant si és un pont com si parlem de coure un bistec) necessitarem el doble de temps. Però també ens diu que si ho provem amb un material 20 vegades més gruixut, el temps requerit haurà de ser unes 33 vegades més gran. Per calcular-ho bé, hem de demanar ajut a les matemàtiques i resoldre l’equació diferencial de la calor, la llei de Fourier.

Per cert, Oxfam Intermón diu que fins ara, les úniques persones que s’han beneficiat de les mesures d’austeritat a Europa han estat el 10% dels més rics.

______________________________________________________________________

NOTA: La llei de Fourier, si la temperatura baixés de cop i després es mantingués freda, ens explica que la temperatura d’aquest punt central, desprès d’uns quants minuts inicials d’adaptació, seguiria aproximadament una llei exponencial (com la que modela la desintegració atòmica) que tendiria asimptòticament a la temperatura ambient nocturna: T-Ta=T0*exp(-C*t), on T0 és la temperatura inicial d’aquest punt, Ta és la temperatura ambient, T és la temperatura del punt central al cap d’un temps t, i on la constant C depèn del gruix i de la composició del subsol. Després de molt temps, la temperatura de tots els punts en la línia vertical seria la mateixa (igual a la temperatura ambient Ta) i la difusió hauria eliminat els bonys. Observeu que, desprès d’un canvi brusc de temperatura ambient, els dos punts on la nostra línia vertical talla les superfícies superior i inferior de la capa de terra “detecten” una gran diferència entre la seva temperatura i la mitjana de la dels seus veïns. La modificació de la seva temperatura segons la llei de Fourier fa que aquests dos “bonys” superficials es propaguin cap a les capes interiors del material i acabin removent totes les temperatures fins que aquestes s’acaben equilibrant.

 

Les catifes de gel tou

dimecres, 18/09/2013

 

Pancake_Ice.jpg Els inuit diuen que quan el mar es glaça, la capa de gel que el cobreix en la seva primera etapa de formació és increïblement flexible. Tant, que es deforma seguint el moviment de les onades i que fins i tot pot suportar el pes d’una persona tot ondulant-se com un llit elàstic d’uns pocs centímetres de gruix i sense trencar-se. Ara bé, també diuen que si es vol caminar per sobre d’aquest llit elàstic de gel, cal no parar de caminar. Una petit repòs al mateix punt provocaria, degut al pes, una deformació cap avall massa gran que podria acabar trencant el gel. Ho explica en Toni Pou en el seu llibre “On el dia dorm amb els ulls oberts“.

Aquest estiu he llegit i gaudit d’aquest llibre de divulgació científica. Toni Pou explica les seves experiències durant una expedició científica per l’Àrtic Canadenc. Parla dels primers exploradors, de Sir John Franklin, de Nansen,  d’Amundsen i de molts d’altres, i de l’arribada al Pol Nord de Peary i Cook. Parla dels inuit, de la vida dels científics en el vaixell Amundsen i dels seus experiments. Ens explica coses dels sediments del fons marí, del plàncton, del cicle del carboni, del permafrost, de la banquisa de gel, de la presa de mostres i de les seves anàlisis. Ens diu que gràcies a Karl Weyprecht estem celebrant l’Any Polar Internacional, i desvetlla el misteri de la mort de Franklin, ocorreguda l’hivern de 1847 i no entesa fins el 1984, més d’un segle després, fa tot just 29 anys.

Quan els líquids i els gasos s’escalfen o es refreden, les seves regions més calentes pugen cap amunt, i les més fredes baixen, “cauen”. L’aire fred que surt dels aparells d’aire condicionat acaba refredant més les zones inferiors de l’aire de l’habitació que les seves capes superiors, i l’aire calent que generen les llars de foc a l’hivern escalfa més les capes properes al sostre. Quan escalfem una olla plena d’aigua, el calor li arriba per sota i l’aigua que més s’escalfa és la més propera al fons. Aquesta aigua calenta puja, i obliga a d’altres zones no tan calentes a baixar per substituir-la. El resultat són corrents d’aigua ascendents i descendents, que podem observar perfectament a simple vista quan l’aigua és a punt de bullir. És un fenomen quasi universal en els líquids i en els gasos, que anomenem convecció. La convecció són els corrents d’aire (o d’aigua) inherents a tot procés de canvi de temperatura, corrents que barregen el fluid i acaben uniformitzant la seva temperatura. Físicament, sabem que la convecció és deguda al canvi de densitat. Les regions (d’aire o d’aigua) més calentes són menys denses, podríem dir que pesen menys. Per això “suren” i pugen, pel principi d’Arquimedes. L’aire que el Sol escalfa a l’estiu durant el dia, puja i forma els núvols de s’anomenen de formació vertical. I els globus aerostàtics poden pujar perquè l’aire de dins s’escalfa i és menys dens.

El gel marí és diferent del gel d’aigua dolça, i tot és degut a les corrents de convecció i a la densitat de l’aigua. Toni Pou ens ho explica quan parla del dolç i del salat. L’aigua dolça, quan es refreda, es va fent més densa. Com que és més densa, “cau” i genera moviments de convecció. És el comportament habitual dels fluids. Però el sorprenent, en el cas de l’aigua, és que per sota dels 4 graus Celsius, la densitat de l’aigua torna a baixar. El comportament de l’aigua és únic i estrany. La seva densitat creix quan passem de 20 a 10 graus, i encara es fa més densa quan la continuem refredant de 10 a 4 graus. Però si la refredem una mica més, de 4 a 3 o 2 graus, la seva densitat enlloc de créixer, baixa. Com a conseqüència, en els llacs amb aigua a 4 o menys graus, les zones d’aigua més freda pugen a la superfície enlloc de baixar al fons. Estrany, oi?  A l’hivern, l’aire fred refreda la superfície dels estanys i llacs. Les corrents de convecció fan que tot es vagi refredant fins que la temperatura arriba als 4 graus. Però després, per sota dels 4 graus, tot passa a l’inrevés i l’aigua més freda s’acumula a la superfície del llac. Desapareix la convecció. No hi ha circulació i l’aigua s’estratifica. L’aigua de la capa superficial es va glaçant poc a poc, tot formant un gel ben estructurat i transparent. Gràcies a aquest comportament estrany de la densitat de l’aigua, per sota del glaç dels estanys hi pot haver vida, en una aigua dolça que es troba a una temperatura d’entre 0 i 4 graus. Però, com ens explica en Toni Pou, en el mar no passa el mateix, perquè la sal fa que la densitat de l’aigua continuï creixent quan la refredem per sota dels 4 graus. L’aigua del mar no té el comportament estrany de l’aigua dolça, sinó que es comporta com la resta de fluids.

El resultat és que quan l’aigua del mar es va refredant, sempre hi ha corrents de convecció. L’aigua es mou, amb les zones més fredes al fons, i els cristalls de gel s’acaben formant en el si de l’aigua en moviment. Els petits trossos de glaç marí tenen una estructura irregular perquè van incorporant cristalls de gel mentre es mouen. Són com discs que van creixent mentre pugen i baixen. Al final, i com que el gel sí que és menys dens que l’aigua, floten, suren i pugen a la superfície. Són blancs i semblen creps. És el gel tou, el gel de creps, el “pancake ice” dels anglesos, el que forma catifes de gel sobre les que els inuit diuen que poden caminar, el de la imatge que veieu a dalt i que podeu veure aquí en vídeo, junt amb aquest altre vídeo.

En aquesta web podeu veure (a més d’imatges d’arxiu) vistes en temps real del gel de l’Àrtic, captades per diverses web-càmeres de l’observatori ambiental del Pol Nord. I aquí podeu veure un interessant vídeo de la BBC que mostra la formació del gel Àrtic.

 

Per cert, els promotors de la ILP RGC diuen que la dignitat col·lectiva d’una societat es mesura pel respecte i l’estima amb la que són tractats els sectors més castigats.