What’s cooler than being cool? Brine-cold.
Gdy bogata w sól woda wycieka z lodu morskiego, wpada do morza i może czasami tworzyć niesamowity palec lodu zwany brinicle. Nowe badania wyjaśniają, jak te dziwne palce lodu tworzą się i jak słona woda w obrębie lodu morskiego mogła być pierwszorzędnym środowiskiem, w którym mogło rozwinąć się życie.
Badania, opublikowane w czasopiśmie Langmuir Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, sugerują, że bryłki tworzą się w taki sam sposób jak kominy hydrotermalne, tyle że w odwrotnym kierunku. Otwory hydrotermalne to wyglądające jak kolce wieże na dnie oceanu, gdzie wrząca, bogata w substancje chemiczne woda wypływa z dna morskiego.
Proces formowania się brynek przebiega w ten sposób: Kiedy lód morski zamarza w Arktyce i Antarktyce, sól i inne jony w wodzie są wyłączone z kryształów wody, powiedział autor badania Bruno Escribano, badacz w Basque Center for Applied Mathematics w Kraju Basków w północnej Hiszpanii. Ta słona solanka gromadzi się w szczelinach i przedziałach w lodzie morskim.
Nieuchronnie jednak lód morski pęka, a solanka wycieka na zewnątrz. Solanka sama w sobie jest zimniejsza niż temperatura zamarzania wody morskiej, ponieważ woda bogata w sól zamarza w niższych temperaturach (stąd powód, dla którego ludzie kładą sól na oblodzonych chodnikach w zimie, umożliwiając lodowi pozostanie cieczą, gdy jest poniżej zera), Escribano powiedział OurAmazingPlanet.
Ponieważ stężenie wody w solance jest niższe niż w oceanie – a woda przemieszcza się z wysokich do niskich stężeń, poprzez osmozę – woda jest przyciągana do solanki. Ale solanka jest tak zimna, że woda zamarza, tworząc zstępującą rurkę lodu, powiedział Escribano.
Wentyle hydrotermalne tworzą się przez analogiczną metodę: Bogata w jony gorąca woda jest wydalana z dna morskiego, a następnie zaczyna się rozpuszczać, tworząc porowatą skorupę metalu rozszerzającą się ku górze. Następnie woda wdziera się do środka, przechodząc od wysokiego do niskiego stężenia, przerywając membranę i powodując, że więcej bogatej w metal wody wylewa się na zewnątrz, wydłużając rurę i powtarzając proces.
Oba są przykładami „ogrodów chemicznych”, rodzaj procesu chemicznego i nazwa eksperymentu wspólnego w zestawach chemii, który działa na tych samych zasadach i tworzy rury kryształów, które sprawiają, że roślinopodobne kształty, Escribano said.
Brine-rich przedziały w lodzie morskim mają pewne właściwości, które mogły pomóc życiu pochodzić, Escribano powiedział. „Wewnątrz tych przedziałów wewnątrz lodu, masz wysoką koncentrację związków chemicznych, a także masz lipidy, tłuszcze, które pokrywają wnętrze przedziału”, powiedział. „Te mogą działać jako prymitywna membrana – jeden z warunków niezbędnych do życia”. Zawierają one również mieszaninę kwaśnych i zasadowych składników, które mogłyby dostarczyć energii niezbędnej do tworzenia bardziej złożonych cząsteczek, być może nawet DNA, powiedział.
.