นิ้วน้ำแข็ง. นิ้วแห่งความตายในแอนตาร์กติกา หินย้อยใต้น้ำเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สิ่งนี้สามารถจินตนาการได้ในภาพยนตร์สยองขวัญ ... แต่ไม่ - มันถูกสร้างขึ้นโดยธรรมชาติเอง

กระบวนการที่น่าอัศจรรย์และลึกลับบางครั้งเกิดขึ้นที่ก้นทะเล หนึ่งในนั้นคือการก่อตัวของ "หินย้อย" น้ำแข็ง นักวิทยาศาสตร์เรียกพวกมันว่า "bronicles" ("น้ำแข็งจากน้ำทะเล" ในภาษาอังกฤษ) และบรรดาผู้ที่เห็นปรากฏการณ์นี้ด้วย ตาของตัวเองเรียกมันว่า "นิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย"

"นิ้วแห่งความตายที่เย็นยะเยือก" สามารถสังเกตได้ในฤดูหนาวขั้วโลก มันอาจจะปรากฏขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ: อุณหภูมิของอากาศลดลงต่ำกว่า -18 องศา C และอุณหภูมิของน้ำยังคงค่อนข้างสูง - ประมาณ -2 องศา กับ.

กระบวนการเป็นดังนี้: น้ำทะเลขึ้นสู่ด้านบน ถูกทำให้เย็นโดยอากาศเย็นจัดและไหลลงมาเป็นไอพ่น พร้อมกันทำให้เย็นลงและทำให้น้ำอุ่นกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำของเครื่องบินเจ็ตนี้มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำทะเลอื่น ๆ โดยรอบมาก นอกจากนี้ อุณหภูมิของไอพ่นนี้ต่ำกว่ามาก เย็นกว่าน้ำแข็งอย่างแท้จริง เป็นไปได้อย่างไรที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้ ก่อนหน้านี้ไม่มีใครพบกับปรากฏการณ์ที่คล้ายกันและไม่ได้คาดเดาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น!

อัตราการก่อตัวของ brinicles ประมาณ 30 ซม. ต่อชั่วโมง บ่อยครั้งที่เมื่อไปถึงด้านล่าง "หินย้อยน้ำแข็ง" ยังคงเติบโตซึ่งจบลงค่อนข้างแย่สำหรับผู้อยู่อาศัยในก้นทะเล สัตว์ทะเลทั้งหมด (ปลาดาวและสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรอื่นๆ) ตกลงไปในกับดักน้ำแข็งครั้งแล้วครั้งเล่า ปรากฏการณ์นี้เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ยุค 70 ของศตวรรษที่ 20 แต่เมื่อสามปีที่แล้วมีการสร้างวิดีโอขึ้น

ปรากฏการณ์นี้ได้รับการอธิบายอย่างละเอียดครั้งแรกในปี 1974 โดยนักสมุทรศาสตร์ Silje Martin ( Seelye Martin. ปัจจุบันกลุ่มนักวิจัยจากสเปนได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาองค์ประกอบและโครงสร้างของ brinicles โดยเสนอแบบจำลองสำหรับกลไกการก่อตัว เมื่อน้ำทะเลเค็มกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะปล่อยเกลือออกมาเป็นน้ำแข็งสด เกลือส่วนเกินนี้ทำให้น้ำที่ยังคงอยู่บนพื้นผิวของน้ำแข็งอิ่มตัวและอยู่ในโพรงในแผ่นน้ำแข็ง

ผลที่ได้คืออ่างเก็บน้ำน้ำแข็งที่มีสารละลายที่มีเกลือมากเกินไปที่มีความหนาแน่นสูงและมีจุดเยือกแข็งที่ต่ำมาก: ด้วยความเค็มที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมินี้จะลดลง หากน้ำแข็งแตก ของเหลวที่หนาแน่น หนัก และเย็นมากนี้จะเริ่มจมลงสู่ก้นบึ้งในรูปของกระแสน้ำที่อันตรายถึงตาย และทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ขวางทางกลายเป็นน้ำแข็ง การตายของปลาดาวจำนวนมากที่ติดอยู่ในเส้นทางของ brinicle สร้างความประทับใจให้กับทีมงานภาพยนตร์ของ Air Force อย่างมาก ซึ่งจับภาพปรากฏการณ์นี้ในวิดีโอเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์

ถ่ายทำโดยเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการเรือดำน้ำ ฮิวจ์ มิลเลอร์และดั๊ก แอนเดอร์สัน กระดูกไหปลาร้าพุ่งชนก้นบึ้งในสามชั่วโมงครึ่ง นี่เป็นวิดีโอแรกที่แสดงภาพที่สมบูรณ์ของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอันน่าอัศจรรย์ที่เกิดขึ้นในน่านน้ำที่เย็นยะเยือกของมหาสมุทรโลก

ใกล้กับเกาะภูเขาไฟรอสส์ ซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องใต้น้ำของ BBC ช่างกล้องสามารถค้นหาและถ่ายทำหินย้อยน้ำแข็ง 4 ก้อนที่สร้างขึ้นด้วยความเร็วสูงมากและทำให้เลือดแข็งตัวในเส้นเลือดของผู้ที่สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้

นักชีววิทยาที่นำโดยบรูโน เอสเตบาโนให้เหตุผลว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกอาจมีต้นกำเนิดมาจากทะเลขั้วโลกใน "หยาดแห่งความตาย" (โครงสร้างใต้น้ำ)

"หยาดมรณะ" เป็นหินงอกหินย้อยใต้น้ำ พวกเขาได้รับชื่อนี้เนื่องจากการก่อตัวที่ด้านล่างในสถานที่ที่สิ่งสกปรกเข้าไปในน้ำ (หยาดเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการตกผลึก) ระหว่างทางพวกเขาฆ่าปลาดาวและเม่นทะเล

จากการศึกษาทางชีววิทยาพบว่าน้ำแข็งใน "หยาดมรณะ" มีรูพรุนมากกว่าก้อนน้ำแข็ง และนำเกลือมาสู่ผิวทะเล

นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ยกเว้นว่าหยาดแบบเดียวกันนี้ในอดีตอาจเป็นเหมือน "สวนเคมี" (โมเลกุลอินทรีย์ที่เติบโตขึ้นในนั้น) ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการก่อตัวของชีวิต บรินิเคิลส์ยังสามารถเล่นบทบาทของปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่ใช้ในทฤษฎีคลาสสิกเกี่ยวกับการกำเนิดชีวิต

นักศึกษาวิชาเคมีคุ้นเคยกับการทดลองเป็นตัวอย่างยอดนิยมที่เรียกว่า "สวนคอลลอยด์" เมื่อมีการเติมเกลือของโลหะบางชนิดลงในสารละลายเกลือเข้มข้น และเกิดรูปแบบการตกตะกอนที่เป็นของแข็ง ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียวยาวคล้ายกับพืชต่างดาว "สวน" ดังกล่าวยังเติบโตในสภาพธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงบริเวณใกล้ๆ กับน้ำพุร้อนที่มีความร้อนใต้พิภพ ซึ่งเป็นกลุ่มนักสูบบุหรี่สีดำที่มีชื่อเสียง ซึ่งมีกระแสน้ำร้อนที่อุดมด้วยแร่ธาตุพุ่งออกมาจากใต้พื้นมหาสมุทรภายใต้แรงกดดันมหาศาล นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหนามที่อันตรายถึงตายนั้นมีความเหมือนกันมากกับ "สวน" เหล่านี้ แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่า "สวน" ของผู้สูบบุหรี่ดำจะเติบโตจากล่างขึ้นบน และหนามแหลมจะเติบโตจากบนลงล่าง

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ทั้งสองยังถือเป็นกุญแจสำคัญสำหรับขั้นตอนแรกของวิวัฒนาการทางเคมีที่เกิดขึ้นก่อนการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาบนโลก ผู้สูบบุหรี่ผิวดำในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามักคิดในทฤษฎีสมัยใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต ใครจะไปรู้ บางที brinicles อาจพอดีกับแบบจำลองนี้ - ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตพิเศษบนดาวเคราะห์ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง?

นิ้วแห่งความตายเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติในน่านน้ำอาร์กติก คล้ายกับแท่งน้ำแข็งที่มีขนาดโตขึ้นและกลายเป็นกระแสน้ำแข็งทันทีที่ก้อนน้ำแข็งถึงด้านล่าง ในชุมชนวิทยาศาสตร์ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "brinicle"

ลักษณะ brinicle

นิ้วแห่งความตายในแอนตาร์กติกาสามารถเห็นได้ในฤดูหนาว เหตุผลก็คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำกับอากาศ เมื่อบรรยากาศเย็นลงถึง -18 องศา อุณหภูมิของน้ำจะอยู่ที่ -2 องศา

น้ำทะเลลอยขึ้นจากชั้นน้ำแข็งใต้น้ำแข็งขึ้นไป ซึ่งระบายความร้อนด้วยอากาศที่เย็นจัด หลังจากนั้นจะจมลงสู่ก้นทะเลและทำให้กระแสน้ำอุ่น ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างทางกลายเป็นน้ำแข็ง ชั้นที่เย็นลงจะแข็งตัวและปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็ง - เกลือจะถูกแทนที่ จากนั้นภายใต้ชั้นน้ำแข็งที่เกิดขึ้นจะเกิดชั้นของน้ำเกลือที่มีความหนาแน่นสูง

นอกจากนี้น้ำเกลือที่เย็นจัดจะเคลื่อนไปที่ด้านล่างตามกฎของฟิสิกส์ น้ำที่สัมผัสจะเย็นลงถึง -18-20 องศา แข็งตัวและตกผลึก ในกระบวนการตกผลึกจะเกิดท่อรูพรุนที่เปราะบาง - นิ้ว

Brinicles เติบโตในอัตรา 30 ซม. ต่อชั่วโมง กระบวนการนี้ไม่สิ้นสุดเมื่อหินย้อยน้ำแข็งถึงด้านล่าง

ความหนาแน่นของไอพ่นเย็นนั้นสูงกว่าของน้ำทะเลในมหาสมุทรหลายเท่าตัว และเย็นกว่าตัวน้ำแข็งเอง ผู้อยู่อาศัยในมหาสมุทรที่ลึกลงไปในกับดักของมันตาย

ก่อนหน้านี้ไม่พบปรากฏการณ์นี้ในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ในประเทศต่างๆ จึงศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน

ข้อมูลเบื้องต้น

นักสมุทรศาสตร์ ซิลเย มาร์ติน เป็นคนแรกที่บรรยายถึงนิ้วน้ำแข็งแห่งความตายในปี 1974 เขาเปรียบเทียบมันกับท่อกลวง ซึ่งชวนให้นึกถึงน้ำแข็งย้อย และแบ่งปันข้อสันนิษฐานของเขาเกี่ยวกับกลไกการก่อตัว

ต่อมากลุ่มวิจัยจากสเปนได้เสนอแบบจำลองของตนเองสำหรับการก่อตัวของหินย้อยน้ำแข็ง เรื่องราวของพวกเขาเกี่ยวกับการแช่แข็งมวลของปลาดาวในกระแสของเหลวที่เย็นจัดอย่างยิ่งทำให้กองทัพอากาศประทับใจ ในปี 2011 ทีมงานภาพยนตร์ของช่องนี้เป็นคนแรกที่ไปแอนตาร์กติกา ซึ่งพวกเขาเป็นคนแรกที่ถ่ายทำนิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย

พล็อตวิดีโอ

Doug Anderson และ Hugh Miller ผู้ให้บริการเรือดำน้ำติดตั้งกล้องวิดีโอใกล้กับภูเขาไฟ Ross Island เทคนิคนี้จับได้ว่า brinicles 4 ชิ้นมีขนาดเพิ่มขึ้นได้อย่างไร การเติบโตนั้นเร็วมากจนหลังจากผ่านไป 3.5 ชั่วโมง หินย้อยน้ำแข็งก็แตะพื้น

วิดีโอของนิ้วแห่งความตายแสดงให้เห็นภาพที่สมบูรณ์และเป็นรูปธรรมของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ Brinicle ได้รับการตั้งชื่อตามคำภาษาอังกฤษว่า "brine" และ "icicle" ซึ่งแปลตามตัวอักษรว่า "icicle from ocean water" คำนี้ใช้เป็นชื่อของน้ำทะเลที่มีรสเค็มและหนาแน่นซึ่งเย็นกว่าน้ำแข็ง

ในเรื่องราวของทีมแอร์ ฟอร์ซ คุณจะเห็นว่าเสาเริ่มเคลื่อนตัวจากพื้นผิวมหาสมุทรลงสู่ก้นทะเลอย่างไร และกลายเป็นน้ำแข็งทุกสิ่งที่ขวางทาง รวมถึงสิ่งมีชีวิตด้วย ปรากฏการณ์ที่ยอดเยี่ยม

กำเนิดชีวิต

นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปนจากมหาวิทยาลัยกรานาดากำลังศึกษารายละเอียดโครงสร้างของ brinicles และคุณสมบัติทางเคมีของพวกมัน พวกเขาเชื่อมั่นว่านิ้วแห่งความตายใต้น้ำซึ่งคร่าชีวิตสัตว์ทะเลก็เป็นแหล่งกำเนิดของชีวิตเช่นกัน

เวอร์ชันนี้ได้รับการสนับสนุนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเมมเบรน การไล่ระดับทางเคมี ศักย์ไฟฟ้า และสภาวะอื่นๆ ที่มีลักษณะเฉพาะของหินย้อยน้ำแข็งนั้นพบได้ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ หนึ่งในสภาพแวดล้อมดังกล่าวคือปล่องไฮโดรเทอร์มอล โครงสร้างที่พบใกล้สปริงแตกต่างจากโครงสร้างในมหาสมุทรตรงที่พวกมันเติบโตขึ้น

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในน่านน้ำอาร์กติกใต้น้ำแข็งเนื่องจากอุณหภูมิเยือกแข็งของน้ำที่มีความเค็มต่างกัน ภายนอกดูเหมือนว่าการเติบโตของแท่งน้ำแข็งที่ไม่คาดคิดซึ่งเมื่อถึงด้านล่างจะกลายเป็นกระแสน้ำแข็ง สัตว์ทะเลที่พบกับ brinicle ระหว่างทางจะถูกปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็งและแช่แข็งอย่างรวดเร็ว

แนวคิดเรื่องการมีอยู่ของ brinicle ถูกนำเสนอครั้งแรกในปี 1974 แต่ไม่ได้รับการพิสูจน์จนกระทั่งปี 2011 ตากล้องของ BBC ได้ถ่ายทำปรากฏการณ์นี้โดยไม่ได้ตั้งใจ และนี่เป็นวิดีโอภาพเดียวของ brinicle จนถึงปัจจุบัน

ศัพท์ภาษาอังกฤษคำว่า "brinicle" มาจากคำว่า "brine" (น้ำทะเลในมหาสมุทร) และ "icicle" (icicle) หมายถึงคอลัมน์ของน้ำในมหาสมุทร ซึ่งมีความเค็มและหนาแน่นกว่าน้ำที่อยู่รอบๆ และเย็นมาก - เย็นกว่าน้ำแข็ง

เสาน้ำแข็งนี้ค่อยๆ ร่อนลงจากพื้นผิวมหาสมุทรไปยังด้านล่างสุด (ที่นี่คือมหาสมุทรทางใต้) และแช่แข็งทุกสิ่งที่ขวางหน้า รวมถึงผู้อยู่อาศัยในพื้นมหาสมุทรด้วย

ตากล้องฮิวจ์ มิลเลอร์และดั๊ก แอนเดอร์สัน (ฮิวจ์ มิลเลอร์และดั๊ก แอนเดอร์สัน) กลายเป็นผู้บุกเบิกปรากฏการณ์ที่ไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อนระหว่างที่พวกเขาปรากฏตัวในแอนตาร์กติกา เหนือพื้นผิวมหาสมุทร ช่างกล้องพบหินย้อยน้ำแข็งที่เผาไหม้ผ่านส่วนลึกของมหาสมุทร ในรูปของไอพ่นที่เย็นจัด (เกือบเป็นน้ำแข็ง) และน้ำเค็มมาก นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อปรากฏการณ์นี้ว่า "bronicles" และผู้ปฏิบัติงานที่สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "นิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย"

น้ำของเครื่องบินเจ็ตนี้มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำทะเลอื่นๆ โดยรอบมาก นอกจากนี้ อุณหภูมิของไอพ่นนี้ต่ำกว่ามาก เย็นกว่าน้ำแข็งจริงๆ เป็นไปได้อย่างไรที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้ ก่อนหน้านี้ไม่มีใครพบกับปรากฏการณ์ที่คล้ายกันและไม่ได้คาดเดาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น!

ดูเหมือนว่า "นิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย" จะฆ่าทุกอย่างที่สัมผัส ทำให้ทุกอย่างกลายเป็นน้ำแข็ง สามารถเห็นได้อย่างชัดเจนในวิดีโอพิเศษที่จัดทำโดย BBC กระแสน้ำเค็มที่เย็นยะเยือกนี้ เหมือนกับแม่น้ำในมหาสมุทรที่มีพายุ ไหลจากพื้นผิวไปยังส่วนลึกสุดของมหาสมุทร และกวาดล้างทุกสิ่งที่ขวางหน้า สัตว์ทะเลทั้งหมด (ปลาดาวและสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรอื่นๆ) ตกลงไปในกับดักน้ำแข็งครั้งแล้วครั้งเล่า

ใกล้กับเกาะภูเขาไฟรอสส์ ซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องใต้น้ำของ BBC ช่างกล้องสามารถค้นหาและถ่ายทำหินย้อยน้ำแข็ง 4 ก้อนที่สร้างขึ้นด้วยความเร็วสูงมากและทำให้เลือดแข็งตัวในเส้นเลือดของผู้ที่สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้

"หยาดมรณะ" เป็นหินงอกหินย้อยใต้น้ำ พวกเขาได้รับชื่อนี้เนื่องจากการก่อตัวที่ด้านล่างในสถานที่ที่สิ่งสกปรกเข้าไปในน้ำ (หยาดเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการตกผลึก) ระหว่างทางพวกเขาฆ่าปลาดาวและเม่นทะเล

จากการศึกษาทางชีววิทยาพบว่าน้ำแข็งใน "หยาดมรณะ" มีรูพรุนมากกว่าก้อนน้ำแข็ง และนำเกลือมาสู่ผิวทะเล

นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ยกเว้นว่าหยาดแบบเดียวกันนี้ (อีกชื่อหนึ่งคือ brinicles) ในอดีตอาจเป็นสิ่งที่คล้ายกับ "สวนเคมี" (โมเลกุลอินทรีย์ที่เติบโตขึ้นในนั้น) ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการเกิดชีวิต

Brainikiles ยังสามารถเล่นบทบาทของปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่ใช้ในทฤษฎีคลาสสิกเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ปรากฏการณ์นี้ได้รับการอธิบายอย่างละเอียดครั้งแรกในปี 1974 โดยนักสมุทรศาสตร์ Seelye Martin ปัจจุบันกลุ่มนักวิจัยจากสเปนได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาองค์ประกอบและโครงสร้างของ brinicles โดยเสนอแบบจำลองสำหรับกลไกการก่อตัว เมื่อน้ำทะเลเค็มกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะปล่อยเกลือออกมาเป็นน้ำแข็งสด เกลือส่วนเกินนี้จะทำให้น้ำที่ยังคงอยู่บนพื้นผิวของน้ำแข็งอิ่มตัวและอยู่ในโพรงในแผ่นน้ำแข็ง

ผลที่ได้คืออ่างเก็บน้ำน้ำแข็งที่มีสารละลายที่มีเกลือมากเกินไปที่มีความหนาแน่นสูงและมีจุดเยือกแข็งที่ต่ำมาก: ด้วยความเค็มที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมินี้จะลดลง หากน้ำแข็งแตก ของเหลวที่หนาแน่น หนัก และเย็นมากนี้จะเริ่มจมลงสู่ก้นบึ้งในรูปของกระแสน้ำที่อันตรายถึงตาย และทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ขวางทางกลายเป็นน้ำแข็ง การตายของปลาดาวจำนวนมากในเส้นทางของ brinicle สร้างความประทับใจให้กับทีมงานภาพยนตร์ของกองทัพอากาศเป็นอย่างมาก

นักศึกษาวิชาเคมีคุ้นเคยกับการทดลองเป็นตัวอย่างยอดนิยมที่เรียกว่า "สวนคอลลอยด์" เมื่อมีการเติมเกลือของโลหะบางชนิดลงในสารละลายเกลือเข้มข้น และเกิดรูปแบบการตกตะกอนที่เป็นของแข็ง ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียวยาวคล้ายกับพืชต่างดาว "สวน" ดังกล่าวยังเติบโตในสภาพธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงบริเวณใกล้ๆ กับน้ำพุร้อนที่มีความร้อนใต้พิภพ ซึ่งเป็นกลุ่มนักสูบบุหรี่สีดำที่มีชื่อเสียง ซึ่งมีกระแสน้ำร้อนที่อุดมด้วยแร่ธาตุพุ่งออกมาจากใต้พื้นมหาสมุทรภายใต้แรงกดดันมหาศาล นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหนามที่อันตรายถึงตายนั้นมีความเหมือนกันมากกับ "สวน" เหล่านี้ แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่า "สวน" ของผู้สูบบุหรี่ดำจะเติบโตจากล่างขึ้นบน และหนามแหลมจะเติบโตจากบนลงล่าง

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ทั้งสองยังถือเป็นกุญแจสำคัญสำหรับขั้นตอนแรกของวิวัฒนาการทางเคมีที่เกิดขึ้นก่อนการเกิดของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาบนโลก ผู้สูบบุหรี่ผิวดำในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามักคิดในทฤษฎีสมัยใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต ใครจะไปรู้ บางที brinicles อาจพอดีกับแบบจำลองนี้ ตัวอย่างเช่น เมื่อสิ่งมีชีวิตพิเศษเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง

คลิก " ชอบ» และรับโพสต์ที่ดีที่สุดบน Facebook!

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในน่านน้ำอาร์กติกใต้น้ำแข็งเนื่องจากอุณหภูมิเยือกแข็งของน้ำที่มีความเค็มต่างกัน ภายนอกดูเหมือนว่าการเติบโตของแท่งน้ำแข็งที่ไม่คาดคิดซึ่งเมื่อถึงด้านล่างจะกลายเป็นกระแสน้ำแข็ง สัตว์ทะเลที่พบกับ brinicle ระหว่างทางจะถูกปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็งและแช่แข็งอย่างรวดเร็ว

แนวคิดเรื่องการมีอยู่ของ brinicle ถูกนำเสนอครั้งแรกในปี 1974 แต่ไม่ได้รับการพิสูจน์จนกระทั่งปี 2011 ตากล้องของ BBC ได้ถ่ายทำปรากฏการณ์นี้โดยไม่ได้ตั้งใจ และนี่เป็นวิดีโอภาพเดียวของ brinicle จนถึงปัจจุบัน

วีดีโอตัวเต็มด้านล่าง...

ศัพท์ภาษาอังกฤษคำว่า "brinicle" จากคำว่า "brine" (น้ำทะเลในมหาสมุทร) และ "icicle" (icicle) หมายถึงคอลัมน์ของน้ำในมหาสมุทร ซึ่งมีความเค็มและหนาแน่นกว่าน้ำที่อยู่รอบๆ และเย็นมาก - เย็นกว่าน้ำแข็ง

เสาน้ำแข็งนี้ค่อยๆ ร่อนลงจากพื้นผิวมหาสมุทรไปยังด้านล่างสุด (ที่นี่คือมหาสมุทรทางใต้) และแช่แข็งทุกสิ่งที่ขวางหน้า รวมถึงผู้อยู่อาศัยในพื้นมหาสมุทรด้วย

ตากล้องฮิวจ์ มิลเลอร์และดั๊ก แอนเดอร์สัน (ฮิวจ์ มิลเลอร์และดั๊ก แอนเดอร์สัน) กลายเป็นผู้บุกเบิกปรากฏการณ์ที่ไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อนระหว่างที่พวกเขาปรากฏตัวในแอนตาร์กติกา เหนือพื้นผิวมหาสมุทร ช่างกล้องพบหินย้อยน้ำแข็งที่เผาไหม้ผ่านส่วนลึกของมหาสมุทร ในรูปของไอพ่นที่เย็นจัด (เกือบเป็นน้ำแข็ง) และน้ำเค็มมาก นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อปรากฏการณ์นี้ว่า "bronicles" และผู้ปฏิบัติงานที่สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "นิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย"

น้ำของเครื่องบินเจ็ตนี้มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำทะเลอื่นๆ โดยรอบมาก นอกจากนี้ อุณหภูมิของไอพ่นนี้ต่ำกว่ามาก เย็นกว่าน้ำแข็งจริงๆ เป็นไปได้อย่างไรที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้ ก่อนหน้านี้ไม่มีใครพบกับปรากฏการณ์ที่คล้ายกันและไม่ได้คาดเดาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น!

ดูเหมือนว่า "นิ้วน้ำแข็งแห่งความตาย" จะฆ่าทุกอย่างที่สัมผัส ทำให้ทุกอย่างกลายเป็นน้ำแข็ง สามารถเห็นได้อย่างชัดเจนในวิดีโอพิเศษที่จัดทำโดย BBC กระแสน้ำเค็มที่เย็นยะเยือกนี้ เหมือนกับแม่น้ำในมหาสมุทรที่มีพายุ ไหลจากพื้นผิวไปยังส่วนลึกสุดของมหาสมุทร และกวาดล้างทุกสิ่งที่ขวางหน้า สัตว์ทะเลทั้งหมด (ปลาดาวและสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรอื่นๆ) ตกลงไปในกับดักน้ำแข็งครั้งแล้วครั้งเล่า

ใกล้กับเกาะภูเขาไฟรอสส์ ซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องใต้น้ำของ BBC ช่างกล้องสามารถค้นหาและถ่ายทำหินย้อยน้ำแข็ง 4 ก้อนที่สร้างขึ้นด้วยความเร็วสูงมากและทำให้เลือดแข็งตัวในเส้นเลือดของผู้ที่สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้

"หยาดมรณะ" เป็นหินงอกหินย้อยใต้น้ำ พวกเขาได้รับชื่อนี้เนื่องจากการก่อตัวที่ด้านล่างในสถานที่ที่สิ่งสกปรกเข้าไปในน้ำ (หยาดเหล่านี้เป็นศูนย์กลางของการตกผลึก) ระหว่างทางพวกเขาฆ่าปลาดาวและเม่นทะเล

จากการศึกษาทางชีววิทยาพบว่าน้ำแข็งใน "หยาดมรณะ" มีรูพรุนมากกว่าก้อนน้ำแข็ง และนำเกลือมาสู่ผิวทะเล

นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ยกเว้นว่าหยาดแบบเดียวกันนี้ (อีกชื่อหนึ่งคือ brinicles) ในอดีตอาจเป็นเหมือน “สวนเคมี” (โมเลกุลอินทรีย์ที่เติบโตขึ้นในนั้น) ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการเกิดชีวิต

Brainikiles ยังสามารถเล่นบทบาทของปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่ใช้ในทฤษฎีคลาสสิกเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ปรากฏการณ์นี้ได้รับการอธิบายอย่างละเอียดครั้งแรกในปี 1974 โดยนักสมุทรศาสตร์ Silje Martin ( Seelye Martin. ปัจจุบันกลุ่มนักวิจัยจากสเปนได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาองค์ประกอบและโครงสร้างของ brinicles โดยเสนอแบบจำลองสำหรับกลไกการก่อตัว เมื่อน้ำทะเลเค็มกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะปล่อยเกลือออกมาเป็นน้ำแข็งสด เกลือส่วนเกินนี้ทำให้น้ำที่ยังคงอยู่บนพื้นผิวของน้ำแข็งอิ่มตัวและอยู่ในโพรงในแผ่นน้ำแข็ง

ผลที่ได้คืออ่างเก็บน้ำน้ำแข็งที่มีสารละลายที่มีเกลือมากเกินไปที่มีความหนาแน่นสูงและมีจุดเยือกแข็งที่ต่ำมาก: ด้วยความเค็มที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมินี้จะลดลง หากน้ำแข็งแตก ของเหลวที่หนาแน่น หนัก และเย็นมากนี้จะเริ่มจมลงสู่ก้นบึ้งในรูปของกระแสน้ำที่อันตรายถึงตาย และทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ขวางทางกลายเป็นน้ำแข็ง การตายของปลาดาวจำนวนมากในเส้นทางของ brinicle สร้างความประทับใจให้กับทีมงานภาพยนตร์ของกองทัพอากาศเป็นอย่างมาก

นักศึกษาวิชาเคมีคุ้นเคยกับการทดลองเป็นตัวอย่างยอดนิยมที่เรียกว่า "สวนคอลลอยด์" เมื่อมีการเติมเกลือของโลหะบางชนิดลงในสารละลายเกลือเข้มข้น และเกิดรูปแบบการตกตะกอนที่เป็นของแข็ง ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียวยาวคล้ายกับพืชต่างดาว "สวน" ดังกล่าวยังเติบโตในสภาพธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงบริเวณใกล้ๆ กับน้ำพุร้อนที่มีความร้อนใต้พิภพ ซึ่งเป็นกลุ่มนักสูบบุหรี่สีดำที่มีชื่อเสียง ซึ่งมีกระแสน้ำร้อนที่อุดมด้วยแร่ธาตุพุ่งออกมาจากใต้พื้นมหาสมุทรภายใต้แรงกดดันมหาศาล นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหนามที่อันตรายถึงตายนั้นมีความเหมือนกันมากกับ "สวน" เหล่านี้ แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่า "สวน" ของผู้สูบบุหรี่ดำจะเติบโตจากล่างขึ้นบน และหนามแหลมจะเติบโตจากบนลงล่าง

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ทั้งสองยังถือเป็นกุญแจสำคัญสำหรับขั้นตอนแรกของวิวัฒนาการทางเคมีที่เกิดขึ้นก่อนการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาบนโลก ผู้สูบบุหรี่ผิวดำในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามักคิดในทฤษฎีสมัยใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต ใครจะไปรู้ บางที brinicles อาจพอดีกับแบบจำลองนี้ - ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตพิเศษบนดาวเคราะห์ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง?

ในบรรดาปรากฏการณ์ที่ไม่ธรรมดา ฉันจะเตือนคุณว่ามันคืออะไร และถ้าคุณจำเกี่ยวกับหิมะและน้ำแข็งได้:

brinicle หรือ ice stalactite คำนี้มาจากภาษาอังกฤษ brine icicle แปลว่า icicle ในทะเล

นี่เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่าอัศจรรย์ แต่ก็ไม่เคยเกิดขึ้นได้บ่อยนักซึ่งมีต้นกำเนิดในน่านน้ำใต้น้ำแข็งของมหาสมุทร

หลักฐานแรกที่กระจัดกระจายของการมีอยู่ของหินย้อยน้ำแข็ง ลงวันที่ 1962 ได้รับการยืนยันในผลงานของนักสมุทรศาสตร์ Seelye Martin ซึ่งในปี 1974 ได้บรรยายถึงแบบจำลองที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับการก่อตัวของมัน

เป็นเวลากว่า 30 ปีที่นักวิทยาศาสตร์เท่านั้นที่สามารถสังเกตการแสดงของมหาสมุทรที่สว่างที่สุดนี้ได้ จนกระทั่งในปี 2011 กระบวนการของการก่อตัวของน้ำแข็งในทะเลก็ถูกถ่ายทำ

ทีมงานภาพยนตร์ของบริษัท BBC ทำได้สำเร็จ กล้องของพวกเขาซึ่งติดตั้งอยู่ใต้น้ำได้บันทึกการเกิดของแท่งน้ำแข็งขนาดใหญ่ซึ่งเรียกว่าหินย้อยน้ำแข็งหรือ brinicle วิทยาศาสตร์อธิบายการก่อตัวของปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้ได้อย่างง่ายดาย

น้ำทะเลเค็มจะแข็งตัวแตกต่างจากน้ำจืดอย่างสิ้นเชิง มันไม่ได้กลายเป็นก้อนน้ำแข็งที่หนาแน่น แต่เหมือนฟองน้ำยางโฟมเปียก ดังนั้น ภูเขาน้ำแข็งในแถบอาร์กติกจึงเต็มไปด้วยช่องเล็กๆ จำนวนมากที่มีน้ำเกลือ อุณหภูมิอากาศบนพื้นผิวสามารถสูงถึง -20 องศา และอุณหภูมิของน้ำไม่เคยลดลงต่ำกว่า -2 องศา

ตามกฎของฟิสิกส์ ความร้อนจากน้ำจะเพิ่มขึ้นและทำให้ภูเขาน้ำแข็งละลาย ก่อตัวเป็นน้ำแข็งใหม่ เกลือจากน้ำแข็งนี้จะรวมตัวเป็นสารละลายน้ำเกลืออิ่มตัว บีบออกทางช่องเล็กๆ และลงสู่มหาสมุทร ความหนาแน่นของสารละลายที่ได้จะสูงกว่ามากและอุณหภูมิจะต่ำกว่าความหนาแน่นและอุณหภูมิของน้ำโดยรอบ มันพุ่งไปที่พื้นมหาสมุทรในกระแสน้ำที่ต่อเนื่องกัน ทำให้น้ำทะเลรอบๆ กลายเป็นน้ำแข็ง เป็นผลให้ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ท่อน้ำแข็งบาง ๆ จะห่อหุ้มกระแสของสารละลายเกลือไว้ ทำให้เกิดสิ่งที่คล้ายกับหินย้อย

หินงอกหินย้อยไม่ได้ "หยุด" ในน้ำ ต่างจากแท่งน้ำแข็งธรรมดา แต่ยังคงเติบโตไปทางด้านล่าง เมื่อไปถึงมันก็แผ่ขยายออกไปอีกสร้างเครือข่ายที่ตรึงทุกชีวิตในเส้นทางของมัน แน่นอน ปลาขนาดใหญ่และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไม่ตกลงไปในพวกมัน แต่สำหรับสัตว์เล็กๆ บนพื้นมหาสมุทร หินย้อยน้ำแข็งเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่อันตราย ตัวอย่างเช่น ปลาดาวขนาดเล็ก เม่นที่ว่ายน้ำผ่านมา จะถูกปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็งทันทีและจะออกไปไม่ได้

ต่อหน้าสมาชิกในทีมภาพยนตร์ "น้ำแข็งมรณะ" ได้งอกขึ้นสู่ก้นบึ้งใน 3 ชั่วโมงและในเวลาเพียง 15 นาทีทำลายสัตว์ทะเลทั้งหมดภายในรัศมี 3.5 เมตร

ด้วยอำนาจ "การฆ่า" นี้ ทีมกล้องของ BBC ที่นำโดยฮิวจ์ มิลเลอร์ จึงขนานนามว่า brinicle ว่า "นิ้วเยือกแข็งแห่งความตาย" การถ่ายทำเกิดขึ้นนอกชายฝั่งเกาะรอสส์ และอย่างที่มิลเลอร์กล่าวในการให้สัมภาษณ์ พวกเขาต้องทำงานหนักเพื่อให้ผู้ชมได้ชมปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ไม่ธรรมดานี้ในวิดีโอ

มิลเลอร์กล่าวในการให้สัมภาษณ์ว่าน้ำแข็งในทะเลเติบโตต่อหน้าต่อตาเขาอย่างแท้จริง “มันเป็นเพียงแค่ภาพที่เหลือเชื่อ! ฮิวจ์ มิลเลอร์ กล่าว - กระแสน้ำเกลือที่ไหลลงมาจากผิวน้ำทะเลกลายเป็นน้ำแข็ง ทำให้เกิดแท่งน้ำแข็งที่ดูแปลกประหลาด ซึ่งมาถึงด้านล่างในเวลาไม่กี่ชั่วโมงและกระจายเครือข่ายน้ำแข็งที่กลายเป็นกับดักมรณะสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดภายในรัศมี 3.5 เมตร ฉันรู้สึกทึ่งมากเมื่อได้เห็นขั้นตอนการก่อตัวของหินย้อยใต้น้ำด้วยตาของฉันเอง และเพิ่งมานึกขึ้นได้ว่าทำไมนักสมุทรศาสตร์หลายคนถึงเรียกมันว่ายุคน้ำแข็งในท้องถิ่น