Onduidelijk Het ijshotel in Jukkasjärvi, Zweden, staat bekend om het maken van enorme ijsblokken rechtstreeks uit de Arctic Torne River. Het natuurijs is superhelder vanwege de lange koude maanden in het gebied, sneeuw en wind. Ben "Big Ben" Nilsson

Op het noordelijk halfrond is het koeler geworden. De herfst staat weer voor de deur, en de winter keert hier terug op 21 december, 2018. Met die seizoenen komen hun uitdagingen. Bijvoorbeeld, als er één term is die ervoor zorgt dat autobezitters hun kalmte verliezen, het is "zwart ijs". De National Weather Service definieert dit als "fragmentarisch ijs op wegen of andere transportoppervlakken die niet gemakkelijk kunnen worden gezien."

Voor het menselijk oog, het is alles behalve onzichtbaar. Zwart ijs is niet echt zwart; het is transparant. Alleen het spul ziet er uit zwart als het een laag gitzwarte bestrating bedekt. Ongelukken gebeuren zodra bestuurders, blind voor het gevaar, sturen hun auto's over het ijs en verliezen grip.

Andere soorten ijs zijn gemakkelijker te zien. Je hebt ongetwijfeld gemerkt dat zelfgemaakte ijsblokjes er in het midden meestal troebel en ondoorzichtig uitzien, als witachtige blokken suikerspin. Dat staat in contrast met de angstaanjagende helderheid van ijzel. Hoe komt het dat ijs doorzichtig is, maar de blokjes in je typische ijsbakjes niet?

Zich transparant voelen

Vloeibaar water lijkt helder te zijn. Dat komt omdat het materiaal het meeste zichtbare licht dat er doorheen gaat niet absorbeert. Toch heeft water een bedrieglijke kwaliteit:hoe vers het ook lijkt, het is nooit 100 procent puur. Een monster van H2O kan zwevende stukjes organisch materiaal bevatten - algen, plantenresten, enz. - samen met gesuspendeerde sedimenten, stofdeeltjes of vlekjes van mineralen zoals calcium en kalk. Het kan ook veel opgeloste gassen bevatten, zoals zuurstof. (Zonder genoemde zuurstof, vissen zouden niet kunnen ademen.) Gassen en fysieke onzuiverheden zijn de sleutel om te begrijpen waarom die ijsblokjes in je limonadekan zo verdomd troebel zijn.

Kijk wanneer water bevriest, inwendig vuil en luchtbellen kunnen zich concentreren. De clusters belemmeren het licht, waardoor alle verschillend gekleurde frequenties op het zichtbare lichtspectrum verstrooid worden. Wanneer dit gebeurt, het maakt het ijs wit en troebel. Maar dat doet het niet altijd gebeuren.

Op water lopen

In 2014, YouTuber Tomas Nunuk filmde zichzelf en een reisgenoot terwijl ze over Velke Hincovo Pleso liepen, een diep, zoetwatermeer in de Slowaakse bergen. Zijn video ging viraal omdat het de twee mannen laat zien die op ongelooflijk helder ijs staan; de rotsen op de bodem van het meer eronder zijn ongerept zichtbaar door het bevroren water. Het ijs in de video van Nunuk was zo transparant dat sommige YouTube-kijkers aannamen dat de beelden nep waren. Maar Velke Hincovo Pleso is heel echt, en wanneer het meer bevriest (zoals vaak), het oppervlakte-ijs kan glashelder zijn.

Een ijskap moet bijna volledig vrij zijn van zowel luchtbellen als puin om deze mate van helderheid te hebben. Er zijn ook andere vereisten. IJs bestaat uit kristallen - en wanneer H2O snel bevriest, die kristallen zijn meestal klein en talrijk. Daardoor lijkt het ijs witter omdat kristallen reflecterende oppervlakken hebben. Dus als er meer kristallen zijn, er zal meer bezinning plaatsvinden, die zal helpen verstrooiing van inkomend licht. Anderzijds, ijs dat langzaam is bevroren, is opgebouwd uit minder en grotere kristallen. En die bevorderen de transparantie.

Om samen te vatten, ijs wordt alleen doorzichtig en kristalhelder als het langzaam bevriest en niet te veel onzuiverheden of kristallen bevat. De inmiddels beroemde YouTube-video van Tomas Nunuk is een casestudy van hoe het eruit ziet als aan al deze voorwaarden is voldaan. Op de dag van zijn Slowaakse trektocht, Velke Hincovo Pleso was bedekt met een ijzige deken van ongeveer 2 centimeter (of 0,78 inch) dik. Het water moet geleidelijk zijn bevroren tijdens een rustige periode zonder sterke wind die puin in het meer heeft geblazen of het water heeft doen opzwellen.

Black Ice en Tray Problemen

Hetzelfde zien we gebeuren bij ijzel op de rijbaan. Hoewel niet al dit spul uit dezelfde bron komt (het kan beginnen als mist, de nevel, motregen of gesmolten sneeuw), het bevriest altijd langzaam tijdens perioden met weinig wind, het is constant dun en het bevat heel weinig onzuiverheden. Daarom is ijzel zo transparant - en frustrerend voor automobilisten.

Maar ondanks de ergernissen op de snelweg, transparant ijs komt niet zo vaak voor in de natuur als het witte, bewolkte variëteit. Er zijn veel redenen waarom een ​​bepaald stuk ijs misschien niet duidelijk is. Een deel van het ijs bestaat uit gevallen sneeuwvlokken, waarvan de hoekige vormen en onregelmatige kristallen het licht verstrooien. En soms, water bevriest gewoon snel, wat resulteert in ijs met kleinere kristallen.

Kunstijs is onderworpen aan dezelfde natuurkundige wetten. De meeste huishoudelijke ijsbakjes zijn ontworpen om kleine blokken water van buiten naar binnen te bevriezen. Dit heeft als neveneffect dat onzuiverheden in het water naar het midden van elke kubus worden gedreven. De afgewerkte producten zien er daardoor in het midden wit en wazig uit. Om duidelijker te worden, aantrekkelijker kubussen, sommige restaurants gebruiken dure machines die het water heel geleidelijk bevriezen, en uitsluitend van één kant. Dat laat de onzuiverheden naar buiten ontsnappen.

Gelukkig, er zijn tal van goedkopere manieren om transparante ijsblokjes te maken. Een bekende truc is om het water van tevoren te koken, waardoor het van opgeloste gassen wordt ontdaan voordat het vriesproces begint.

NU DAT IS COOL

Technisch gezien, water is niet kleurloos (hoewel het er vaak zo uitziet). Geloof het of niet, de vloeistof heeft een natuurlijke blauwachtige tint, doordat het rood absorbeert, geel en oranje licht gemakkelijker dan blauw licht. Maar onze menselijke ogen kunnen deze azuurblauwe kwaliteit alleen in diepe wateren waarnemen. Dit helpt verklaren waarom de oceaan er voor ons blauw uitziet, terwijl glazen vol drinkwater er transparant uitzien. Het is ook waarom grote, dikke gletsjers nemen een koninklijke tint aan.