Свойства морского льда

Характерным свойством морских льдов является соленость. Под соленостью морского льда понимается соленость воды (в %о), полученной при плавлении льда. Морской лед, в отличие от морской воды, имеет принципиально иную соленость, что объясняется спецификой его образования.

Как известно, температура замерзания воды понижается по мере увеличения солености. В диапазоне солености от 30 до 35 %о точка замерзания меняется от -1,6 до -1,9 °С.
Механизм образования морского льда можно представить как замерзание пресной воды с вытеснением солей в ячейки морской воды внутри толщи льда. Когда температура достигает точки замерзания, образуются ледяные кристаллы, которые «окружают» незамерзшую воду. Незамерзшая вода обогащается солями, вытесненными кристаллами льда, что приводит к дальнейшему понижению точки замерзания воды в этих ячейках. Если кристаллы льда не полностью окружат обогащенную солями незамерзшую воду, она будет опускаться и смешиваться с нижележащей морской водой. Если процесс замерзания растянут во времени, то почти весь обогащенный солями рассол уйдет из льда и его соленость окажется близкой к нулю. При быстром замерзании большая часть рассола захватится льдом и его соленость будет почти такой же, как и соленость окружающей воды.
Таким образом, морской лед (особенно вновь образованный) представляет собой конгломерат кристаллов чистого пресного льда и включений рассола (соленостью более 50 %о), заполняющего полости и капилляры.
Соленость морского льда примерно в 4 раза меньше солености воды, из которой он образовался. В большинстве случаев она находится в диапазоне от 2 до 20 %о со средними значениями 3-8 %о.
Соленость морского льда зависит от следующих факторов: от солености воды, из которой образовался лед: чем больше соленость воды, тем большую соленость будет иметь лед, образованный из этой воды; от скорости льдообразования. При быстром льдообразовании меньшее количество рассола успевает стечь в море, и поэтому лед будет иметь большую соленость. Лед, образующийся при более низких температурах, будет иметь большую соленость; от интенсивности перемешивания. Лед, образовавшийся при интенсивном перемешивании (волнение, сильные течения и др.), обладает большей соленостью, чем лед, образовавшийся при спокойном море; от возраста льда. Чем старше лед, тем меньше его соленость, так как с течением времени количество рассола во льду уменьшается и лед становится менее соленым. Многолетние льды имеют соленость от 0,01 до 1 %о, т. е. могут считаться пресными.
Таким образом, соленость морского льда обусловлена количеством рассола во льду. Его количество уменьшается при понижении температуры льда, так как находящиеся в рассоле соли имеют различную температуру кристаллизации и последовательно выкристаллизовываются.

Первыми при температуре - 20 °С из рассола выпадают карбонаты, затем при температуре около -8 °С сульфаты, при температуре -23 °С начинают интенсивно выпадать хлориды, на долю которых приходится почти 90 % всех солей.
Продолжающееся понижение температуры ведет к дальнейшей выкристаллизации солей, которое в основном заканчивается при температуре -43 °С с выпадением из рассола хлористого магния. Однако кристаллизация отдельных солей (хлористого кальция) продолжается до -55 °С. После этого рассола во льду почти нет, а лед представляет собой смесь кристаллов льда и солей - криогидрат.
Во льду всегда имеются полости, заполненные рассолом или воздухом. Отношение объема пузырьков с газом или воздухом к общему объему образца льда, выраженное в процентах, называется пористостью льда. Пористость морских льдов может колебаться от 5 до 13 %.
Пористость льда влияет на его плотность. Чем больше пористость, тем меньше плотность льда. Наиболее плотными являются средние части льдин и торосов, многократно подвергшихся сжатию.
Плотность пресного льда, лишенного пузырьков воздуха,
о
при температуре 0 °С равна 918 кг/м . Следовательно, при льдообразовании плотность уменьшается примерно на 9 %.
Плотность морского льда зависит от температуры, солености и пористости. При изменении температуры плотность морского льда изменяется аномально, что и определяет его отличие от пресного льда. Плотность пресного льда с понижением температуры увеличивается. Плотность соленого льда при понижении температуры от 0 до -23 °С, наоборот, уменьшается за счет увеличения объема льда при образовании новых кристалликов льда из рассола. Аномалия объясняется тем, что в этом температурном интервале действуют одновременно два взаимно противоположных процесса: процесс нормального увеличения плотности льда за счет понижения его температуры и процесс уменьшения плотности за счет вымораживания из рассола дополнительных порций льда, плотность которых меньше плотности рассола. До температуры -23 °С преобладает второй процесс, а затем, когда начинается выпадение хлоридов и количество рассола резко сокращается, преобладает первый процесс, приводящий к увеличению плотности льда и сокращению его объема.
С возрастом плотность льда уменьшается, так как после вытекания рассола ячейки заполняются воздухом.
Плотность льда определяет осадку (погруженность) плавучих льдов, которая для пресных льдов составляет около 9/10, а для морских - до 5/6 их толщины. 

Еще по теме Свойства морского льда:

1. Образование льда в морской воде
2. Образование льда Вертикальная циркуляция и образование льда в пресной воде
3. 6-4* Наследуется не свойство, а разнообразие свойств
4. Морские перья
5. Морские звезды
6. РОД КАЛИФОРНИЙСКИЕ МОРСКИЕ ЛЬВЫ GENUS ZALOPHUS
7. Сообщества морских макрофитов[‡‡‡‡‡]
8. Растительность морских побережий
9. МОРСКИЕ ОХОТНИКИ
10. Морская свинка