8. april 2013

Visne blade smelter sig gennem isen

Karsten spørger

I Søndermarken har vi i øjeblikket en fladbundet 'sø' som er frossen. Men rundt på 'søen' ligger der visne blade, som tilsyneladende har smeltet sig vej ned gennem isen. Hvad er årsagen til dette mærkelige fænomen?

Det kan kun skyldes, at de visne blade har været så varme, at de har smeltet sig ned gennem isen, og for at smelte is, kræves der energi. Men hvor kommer energien fra?
 
Når isen smelter på de københavnske søer, skyldes det som regel, at Solen har fået så meget magt, at dens energirige stråler kan varme vandet op over frysepunktet (varmt spildevand og gærende plantedele kan dog også hjælpe til). I Søndermarken er der sket det, at bladene har absorberet mere af Solens energi end den omgivende is. Bladene er blevet varmere end isen. Varmen (energien) har bevæget sig fra bladene over i isen, som først er begyndt af blive varmere for siden at smelte helt.


 
Is kaster op mod halvdelen af sollyset tilbage, og jo lysere den ser ud, jo mere kaster den tilbage. Dine billeder viser en tydeligt hvid is, sikkert fordi den er fyldt med luftbobler, og den slags is kaster nok særlig meget lys tilbage. Til sammenligning reflekterer hvid sne helt op til 85 % af lyset. Mørk jord reflekterer langt mindre af sollyset, og jeg vil tro, at det samme gælder mørke, visne blade. Den del af sollyset, der ikke kastes tilbage, optages af bladene, og lyset indeholder energi. Jeg kan ikke finde præcise tal, men jeg kan læse mig til, at visne blade som regel kaster store dele af det synlige lys tilbage, men at de til gengæld er gode til  at absorbere eller optage de infrarøde stråler fra Solen, og det er dem, vi kan mærke som varme på huden.
 
Der skal tilføres cirka 2,1 Joule for at et gram is kan blive en grad celsius varmere. Det kræver lidt mere at varme vand op: der skal 4,2 Joule til varme et gram op med en grad. Men at smelte et gram is, så vandet lige præcis går fra fast til flydende form, kræver hele 334 Joule. Men der er masser af energi i Solens lys. Når Solen skinner fra en skyfri himmel, rammes en enkelt kvadratmeter af lys med en samlet energi på mange hundrede watt. Eller med andre ord: en enkelt kvadratmeter af søen i Søndermarken rammes af flere hundrede joule hvert eneste sekund, når Solen skinner. Og nogle af de mange joule optages af de visne blade som varme. Det kan blive til en del varme, som timerne går.
 
Da jeg modtog dit spørgsmål på mail, havde vi haft en periode, hvor temperaturerne lå omkring de nul grader. Isen på søen skulle altså ikke varmes særlig meget op (der skulle ikke overføres særlig mange kalorier fra blad til is), før man når smeltepunktet. Det meste af den absorberede energi er derfor nok gået til at smelte isen. Havde isen været mange minusgrader kold målt i celsius, ville det have krævet noget mere energi, før vi bladene ville ligge så dybt nedsmeltet i isen, som man kan se det er tilfældet på dine vedhæftede billeder.
 
Nu mangler jeg så bare at forklare, hvorfor der ikke er vand i smeltehullerne. På nettet kan man finde billeder af blade, der har smeltet sig ned i is, og hvor smeltevandet siden er frosset til igen. Her ligger bladene omgivet af uklar is, mens den nydannede is oven på bladene er helt klar. Det ser næsten ud som om, nogen sat de visne blade bag glas og rammet dem ind i hvid is.
 
Måske er det smeltede vand i de små huller i søen i Søndermarken simpelthen fordampet - der var jo også en længere periode med stærk blæst, der kunne have hjulpet til med det. Måske er smeltningen af vand sket så langsomt, at de små mængder, der hele tiden er dannet, næsten omgående er fordampet. Eller måske er vandet bare blevet blæst op på isen, hvor det igen er frosset til. Men det ville nok kræve lidt mere detaljerede feltstudier at finde det sande svar.