Jökull - 01.12.1952, Blaðsíða 29

1. Nýfallin snjókorn (eftir Pernter).
= 1 Ángström = 10—8 cm). Tengilínurnar til
þessara nágrannaatóma mynda allar sömu horn
sín á milli, eins og eitt súrefnisatómið væri í
miðju á ferflötung (tetraeder) og nágrannaat-
ómin í hornunum. Á 2. mynd eru tengilínur
milli nágrannaatóma sýndar sem strik. Séð frá
sömu stefnu og snjókornin á 1. mynd, mynda
súrefnisatómin reglulega sexhyrninga, en þar
með er fengin skýring á hinu sexhyrnda lagi
snjókristallanna. 2. mynd sýnir einnig ískristall-
inn frá tveim hliðarstefnum og kemur hér í ljós
að súrefnisatómin liggja í lögum.
Vetnisatómin liggja á tengilínum súrefnis-
atómanna, eitt á hverri, en þau eru ekki sýncl
á myndinni. Þau liggja ekki á tengilínunum
miðjum heldur í fjarlægðinni 1 Á frá næsta súr-
efnisatómi, þannig að hvert súrefnisatóm hefur
hjá sér tvö vetnisatóm í fjarlægðinni 1 Á. I
vatni og vatnsgufu er fjarlægðin frá súrefnis-
atóminu til vetnisatómanna í mólekúlinu einn-
ig um 1 Á og afstaðan svipuð eins og í ísnum,
svo að segja má, að ískristallinn sé byggður úr
vatnsmólekúlum.
Niðurröðun sú, sem sýnd er á 2. mynd, er svo
rúmfrek, að fjarlægðin milli mólekúlanna í ísn-
um verður að meðaltali meiri en tilsvarandi
fjarlægð í vatni, og það veldur því, að vatnið
þenst út við að frjósa, og ísinn er léttari í sér
en vatnið. Þessi hegðun er mjög óvenjuleg meðal
vökva, sem storkna. Reglan er, að vökvi drag-
ist saman við storknun og fasta efnið sé þyngra
í sér en vökvinn. Mólekúlin í kristallinum, sem
myndast við storknunina, liggja þá þéttar en í
vökvanum.
Vatnsmólekúlin geta líka raðað sér saman á
aðra vegu, en sýnt er á 2. mynd, og myndað
kristalla, sem eru þyngri en vatn. Þetta skeður,
þegar vatn frýs við mikinn þrýsting. 3. mynd
sýnir frostmark vatnsins við mismunandi þrýst-
ing. Á meðan þrýstingurinn stígur upp í 2000
kg/cm2 (1 kg/cm2 er um það bil jafnt einni loft-
þyngd.) fellur frostmarkið niður í — 22° C. Við
frekari þrýstingsauka tekur frostmarkið skyndi-
lega að stiga og er aftur komið upp í 0° við rúm-
lega 6000 kg/cm2, og við 10000 kg/cm2 er það
30°. Frostmarkslínan er samsett úr fjórum hlut-
um með snöggri stefnubreytingu sín á milli. Hver
þessara hluta svarar til myndunar ákveðinnar
kristaltegundar. Venjulegur is myndast þannig
aðeins, ef þrýstingurinn er undir 2000 kg/cm2,
en við hærri þrýsting myndast ístegundir, sem
sökkva í vatni.
Þrýstingur sá, sem hér um ræðir, er þó svo
hár, að hann kemur ekki fyrir í náttúrunni ná-
lægt yfirborði jarðar. Á botni úthafa er þrýst-
ingurinn um 1000 kg/cm2, og undir Græn-
landsjökli er hann innan við 300 kg/cm2, svo
engin ástæða er til að halda, að þar sé annað
en venjulegur ís.
Það er mikið lán fyrir mennina og aðrar líf-
verur jarðarinnar, að vatnsmólekúlin skuli raða
sér jafn gisið og þau gera í ísnum. Ef ísinn fylgdi
reglunni og væri þyngri í sér en vatnið, myndi
hann sökkva til botns jafnóðum og vatnið
frysi, og afleiðingin yrði sú, að flest stöðuvötn
í heimsskautalöndunum og nágrenni þeirra væru
2. Lega súrefnisatóma í ískristalli séð frá þrein
stefnum, sem standa hornrétt hver á aðra.
(Stækkun 25 milljón sinnum.)
27