Более длинные волны приводят к разрушению плавучих ледяных щитов при меньшем напряжении
Когда волны движутся по покрытым льдом морям, они могут вызывать изгибание и, в конечном итоге, разрушение ледяных пластов. Учёные из лаборатории PMMH, ESPCI, CNRS, университета PSL, Сорбоннского университета и Университета Париж-Сите провели лабораторный эксперимент, направленный на изучение этого явления. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, показывают, что напряжение, при котором разрушаются ледяные щиты, зависит от длины волн.
Фото 1. Фотография экспериментальной установки сбоку. В резервуаре с водой расположенная справа вертикально колеблющаяся пластина генерирует волны, которые воздействуют на слой лака и вызывают его разрушение. Авторские права: © Cyril FRESILLON / PMMH / CNRS Images
В эксперименте были использованы специальный лак, имитирующий лёд, и оптические методы, в частности цифровую корреляцию изображений (DIC) и профилометрию, для обнаружения распространения волн низкой амплитуды. В ходе экспериментов учёные генерировали поверхностные волны различной длины и амплитуды, а затем регистрировали пороговые значения, при которых материал (лак) разрушался. Анализ выявил, что на образование трещин существенно влияет длина волны.
Фото 2. Фотография фрагментов лакового налета, плавающих на поверхности воды после разрушения сантиметровыми волнами, вид сверху. Поле зрения около 15 см в ширину. Авторство: © Cyril FRESILLON / PMMH / CNRS Images
Предыдущие теоретические модели предсказывали, что вызванные волнами трещины во льду возникают, когда напряжение (т.е. внутренняя сила на единицу площади внутри ледяных покровов) превышает критическое значение. Результаты данного исследования, противоречат этому предположению, поскольку было обнаружено, что более длинные волны легче разрушают ледяные покровы.
Фото 3. Фотография экспериментального резервуара, заполненного водой и покрытого лаковым налетом. Синее освещение используется для усиления контраста между налетом и красной лазерной линией, применяемой для измерения волновых характеристик. Авторские права: © Cyril FRESILLON / PMMH / CNRS Images
