为什么海洋不结冰?

探索 8个月前 如果
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为什么海洋不结冰?

如果温度足够冷,海水冻结。地球北极的极地冰盖是一块巨大的冰冻海水。在地球的南极,构成南极洲的陆块使情况复杂化,所以那里的大部分冰都是压实的雪。在南极洲、格陵兰岛和加拿大等寒冷地区,空气中的淡水冻结成雪,并在没有融化季节的情况下落到陆地上以摆脱它。随着时间的推移,这些雪积聚并压实成一个被称为冰川的冰块。重力缓慢地将冰川拉下山,直到它伸向海洋,形成一个冰架。冰架的海洋边缘慢慢碎裂成冰山,漂浮在自己的路径上。出于这个原因,冰川、冰架和冰山都是厚厚的冰冻淡水,而不是冰冻的海水。相反,当海水结冰时,它形成了一个薄而平坦的层,称为海冰或浮冰。长期以来,海冰一直是寻求在寒冷水域开辟开放航线的船只的敌人,但现代破冰船在冰冻的海洋领域开辟道路时毫无问题。

尽管当温度足够冷时海洋确实会结冰,但海水确实在比人们最初预期的更冷的天气下保持液态。例如,在冬日去海滩,你可能会惊讶地发现,尽管地面上的冰雪已经结冰,但海洋仍然是液态的。正如汤姆·加里森 (Tom Garrison) 的教科书《海洋学要点》(Essentials of Oceanography ) 所述,有四个主要因素使海洋保持液态远超预期。

1. 盐
海水中的高浓度盐将其冰点从 32° F (0° C) 降低到 28° F (-2° C)。因此,结冰海洋的环​​境温度必须低于结冰淡水湖的温度。这种冰点降低效应与我们在冬天在结冰的人行道上撒盐的原因相同。盐将冰的冰点降低到环境温度以下,然后融化。请注意,如果环境温度低于 28° F (-2° C),如果这是唯一的影响,那么海水将是冰。事实并非如此,因此必须涉及其他影响。

2. 洋流
月球的引力、地球的自转运动和热对流相结合,形成了被称为洋流的大规模海水流动。海水的这种持续运动有助于防止水分子冻结成冰晶的静止状态。更重要的是,洋流不断地将暖水从赤道地区泵送到较冷的海洋地区。

3. 体积
大 水的体积越大,需要带走的热量就越多才能将其冻结。一茶匙放在冰箱里的水会在一加仑水罐之前很久就完全凝固了。更准确地说,在给定的外部温度下,表面积与体积的比率决定了热量损失的速度,从而决定了冷冻的速度。因为热量必须通过其表面散失,一个面积较大的浅水坑比深湖结冰的速度更快。海洋的巨大体积和深度使它们不会过快冻结,从而使加热机制产生更大的影响。

4. 地球内部加热
正如矿工们所知道的,当你直接向下挖掘时,地球会变得更热而不是更冷,尽管你离温暖的阳光越来越远。原因是地球有自己的内部热源,主要由地幔内部元素的核衰变驱动。当熔岩流和温泉穿过地表时,地球的内部热量最为明显。因为地球的绝缘地壳在海洋下面比在大陆下面薄得多,所以地球内部的大部分热量都会逃逸到海洋中。尽管海洋表面的空气温度可能是冰点,但由于内部加热,海洋深处的水温明显升高。

即使在寒冷的冬天,盐分、洋流、大容量和内部加热的这种组合也使大部分海洋保持液态。

版权声明:如果 发表于 2022年1月22日 下午9:17。
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