[go: up one dir, main page]

Is (foto, iskrystallar)

Iskrystallane er grunneininga i is. Dei finst i eit utal ulike former, men alle er variantar av eit sekskanta prisme. Iskrystallane blir danna direkte av vassdampen i lufta, og dei er ofte utvikla i vakre mønster som rim eller snø. Biletet er henta frå papirleksikonet Store norske leksikon, gitt ut i 2005–2007.

Av /NTB Scanpix ※.
Bresprekk
Bresprekk i Briksdalsbreen.
Bresprekk
Av /Shutterstock.

Is er vatn i fast form. Rein is er gjennomsiktig og har normalt ein blåkvit farge, men ureinleikar i isen, til dømes jordpartiklar og luftbobler, kan setje farge på isen. Is absorberer lys i den raude delen av spektrumet, og is ser derfor blåleg ut med ein svakt grønare farge enn vatn.

Omtrent 69 prosent av alt ferskvatnJorda er i form av is, for det meste bunde i innlandsisane i Antarktis og på Grønland. Omtrent 92 prosent av ferskvatnet er lagra i innlandsisen i Antarktis, 8 prosent i Grønlands innlandsis, medan resten er fordelt på dei resterande breane på Jorda.

Is blir deformert når trykket aukar, og isen oppfører seg då som eit seigtflytande, plastisk materiale. Dette er årsaka til at isbrear kan strøyme nedover i terrenget. Sjå også iserosjon.

Densiteten (tettleiken) av is er 0,9167 kilogram per liter ved 0 °C og standard atmosfæretrykk (101,325 pascal). Tettleiken til isen er mindre enn tettleiken til flytande vatn, og derfor er omtrent ti prosent av ein ismasse over vassoverflata. Densiteten til is aukar med fallande temperatur og er 0,34 gram per kubikkcentimeter (cm³) ved −180 °C.

Isdanning

Istappar
Istappar frå eit hustak.
Istappar
Av /Shutterstock.
Vinterhabitat i sidevassdrag til Gaula
Både botnis og overflateis blir rekna som viktige abiotiske faktorar innan hydrobiologi. Her eit parti av det nasjonale laksevassdraget Gaula, som har opne parti midtvinters og isflak som flaumvatn har frakta opp på sidene.
Vinterhabitat i sidevassdrag til Gaula
Lisens: CC BY NC SA 3.0
Istapp i naturen
Istapp i naturen
Av .

Ferskvatn ved standard atmosfæretrykk frys ved 0 °C. Då går dei uordna vassmolekyla over til å danne krystallstrukturar som gjer at massetettleiken minkar frå cirka 1,0 kg/liter til cirka 0,9 kg/liter, men vatnet kan haldast flytande ved mykje lågare temperatur. Når slikt underkjølt vatn frys, stig temperaturen igjen, men det kan medføre danning av botnis i elvar, sjølv ved isfri overflate. Frysepunktet er avhengig av trykket og søkk med 0,007 °C per 98,07 kilopascal (1 atmosfære), eller for kvart kilogram trykket aukar med per kvadratcentimeter. Skal vatn vere isfritt ved −1 °C, må trykket vere 13 632 kilopascal (rundt 140 atmosfærar).

Is er eit fast stoff med ein ordna krystallstruktur og blir rekna som eit mineral. Is består av vassmolekyl med eitt oksygenatom som har ei kovalent binding til to hydrogenatom.

Ismolekyl kan ha 18 eller fleire ulike fasar (geometriar) avhengig av temperatur og trykk. Når vatn blir avkjølt hurtig, kan det bli danna inntil tre ulike typar av amorf is, avhengig av temperaturen og trykket.

Når is smeltar, absorberer han like mykje energi som det vil ta ein like store masse med flytande vatn å gå frå 0 til 80 °C. Under smelteprosessen er temperaturen konstant ved 0 °C, og den tilførte energien gjer at hydrogenbindingane mellom ismolekyla (vassmolekyla) blir brotne.

Innsjøar

Turskøyting på innsjøis

Turskøyting på islagde innsjøar har blitt stadig meir populært fleire stader i Noreg. Biletet viser store iskrystallar som har vakse fram oppå den islagde drikkevasskjelda Benna (i Melhus i Trøndelag).

Turskøyting på innsjøis
Lisens: CC BY NC SA 3.0
Selbusjøen, februar 2021

Oppstuving av isflak som har frose saman igjen på Selbusjøen.

Selbusjøen, februar 2021
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Frysepunktet er avhengig av saltinnhaldet i vatnet. For sjøvatn med 35 promille salt er frysepunktet −1,92 °C.

Avkjøling av vatnet i ein innsjø skjer frå overflata. Ferskvatn er tyngst (om lag eitt gram per kubikkcentimeter) ved 4 °C, og etter kvart som det blir kaldare utover hausten, blir vatnet i overflata kaldare og tyngre, og det søkk og gir sirkulasjon inntil heile vassmassen har fått ein temperatur på 4 °C. Dersom vatnet i overflata blir avkjølt vidare, minkar massetettleiken, og vatnet held seg øvst til det frys. Is utvidar seg og krympar avhengig av temperaturen, på same måte som andre faste stoff. Derfor kan ein, på ekstra kalde vinterdagar før det har kome snø på isen, høyre høge smell i isen. Dette kjem av at den krympande isen sprekk opp fordi han heng fast i strandsona.

Når reint vatn frys, blir det danna såkalla stålis, men ofte blir det danna is av ei blanding av snø og is, sørpe-is. Stålisen har best bereevne. Når isen er fem centimeter tjukk, kan han bere ein person på 100 kg, men bereevna aukar raskt: 20 centimeter tjukk is kan bere eit køyretøy på 2 tonn, og 50 centimeter tjukk is kan bere opptil 12 tonn.

50 cm stålis veg 450 kg/m³ og har ei oppdrift på 500 kg/m². Dersom det blir akkumulert meir enn 50 mm nedbør i form av snø på isen, blir denne pressa ned i vatnet slik at det kjem overvatn oppå isen.

Is har låg friksjonskoeffisient når eit objekt som kjem i kontakt med isen, pressar mot isoverflata og dannar eit tynt lag vatn som gjer at objektet glir lett på isoverflata. Eggen på ei skeise som glir over ei isflate, er eit velkjent døme på dette.

Berekapasitet, innsjøis

Berekapasitet for naturis på innsjø (ferskvatn). Figuren er basert på isformelen k=f*t2, der k er kapasitet (i kg), f er isfaktor (4 for stålis, 2 for mørk sørpeis) og t er istykkelse (i cm).

Elvar

Is kan dannast på fleire måtar i rennande vatn i kaldt klima. I stilleflytande elvar, eller kulpar og bakevjer, blir is gjerne danna på tilsvarande måte som på innsjøar. I bratte elvar, eller på strykstrekningar, gjer raske vasshastigheiter og omrøring av vatnet at sjølv ikkje underkjølt vatn (under 0 °C) fører til isdekke. Hurtig nedkjøling av elvevatn kan underkjøle vatnet når kald luft blandar seg inn i elvevatnet, typisk på vinternetter med klarvêr (stor utstråling). Under slike forhold kan det byggje seg opp område med botnis når det underkjølte vatnet med fleire minusgradar treffer botnsubstratet. Botnisen kan deretter vekse raskt og breie seg ut over lengre elvestrekningar, og til og med danne isdammar.

Isdanning på elvar kan ha spesielt mykje å seie for artar som er knytte til vassdraget. Elveis blir derfor rekna som ein viktig abiotisk faktor innan hydrobiologi.

Det er godt dokumentert at slike, ofte kortvarige habitat-endringar har stor økologisk betydning, både for artane i elva og naturtypane på elvebreddene i vassdrag.

Tre, buskar og substrat som frys fast i isen på elvebreddene, kan så bli frakta over lengre strekningar når isen bryt opp under vinterflaumar, eller i samband med isgangen om våren. Evolusjonsmessige tilpassingar i åtferdsmønsteret har vist at ung laksefisk (yngel/parr av laks og sjøaure) i stor grad er nattaktive i vinterhalvåret. Dette er truleg for å unngå innfrysing dersom fisken oppheld seg innimellom stein eller elvegrus når det blir danna episodisk botnis. Isdekke på elvar blir òg rekna som viktig vern for fisk mot predatorar, og såleis kan klimaendringane medføre endringar av predasjonstrykket på fiskebestandar.

Havet

Is. Oppsprokne isflak ved lågvatn. Fotografert i Northwest Territories i Canada.

.
Lisens: Avgrensa gjenbruk

Is på havet kan vere i form av drivis som flyt, fast is som er frosen fast til strender eller grunnare parti, og dessutan isfjell frå kalvande brear eller isbremmar. Sjøis kan bli pressa saman av havstraumar og vind.

Saltvatn (med meir enn 24,7 promille salt) blir tyngre ved avkjøling heilt til det frys. Sjøvatnet vil derfor søkke til botnen etter kvart som det blir avkjølt, og det skulle teoretisk ikkje kunne bli is før heile havet var botnfrose. Det er to årsaker til at det likevel blir is. I stille, kaldt vêr er likevekta i havet ustabil, slik at noko tyngre vatn kan liggje øvst. Dersom dette får tid til å fryse, kan det etter kvart bli danna større isflak. Den andre årsaka til at sjøvatn frys, er at det øvst ofte er eit vasslag som har lågare saltinnhald, og som derfor kan fryse. Dette er tilfelle der det kjem mykje ferskvatn ut i havet, som i Austersjøen, mange norske fjordar og polbassenget (sjå Arktis).

Havis er bygd opp av vertikale krystallprisme. Havisen inneheld vekslande mengder salt i vatn som er inneslutta mellom prisma. Ved sterk frost frys også denne saltlaken og blir delvis pressa ut på overflata som salte istustar. Om våren smeltar isen til å byrje med, slik at dei vertikale krystallprisma blir ståande med luftfylte mellomrom over vassflata. Isen er då kvit. Tinar det meir, fell platene frå kvarandre, og den kvite fargen forsvinn.

I Polhavet driv isen omkring i fleire år. I løpet av eitt år blir isen omkring éin meter tjukk, og han frys sjeldan til større tjukn enn bortimot tre meter. Når flaka ofte er mykje tjukkare, kjem dette av at dei er skyvde saman og ligg lagvis.

Snø, firn og breis

Iskjerkja i Fåvang
Iskjerkja i Fåvang
Av .

Is kan krystallisere direkte av vassdampen i lufta og dannar då sekskanta plater eller stjerner: snø. Snø som blir liggjande over sumaren, blir kalla «firn» og vil etter gjenteken tining og frysing gradvis gå over til is. Denne isen ser kvit ut fordi han er full av luftbobler. Slik blir det danna breis, men i isbrear blir det meste av lufta etter kvart pressa ut, og isen vil sjå blåleg ut.

Is på land kan vere i form av alt frå store innlandsisar (i Antarktis og på Grønland), mindre iskapper og platåbrear (til dømes Hardangerjøkulen) til mindre dal-, utløps- og botnbrear.

Is som blir danna på elvar og i strøymande vatn, er vanlegvis mindre uniform og stabil enn is som blir danna i roleg eller stilleståande vatn. Under isløysinga om våren kan det oppstå isproppar langs elvar som kan gjere skade på infrastruktur.

Rim og hagl

I skodde og skyer er det ofte underkjølte vassdropar som frys til rim når dei støyter på faste lekamar, til dømes tre, kraftmaster/-leidningar, eller direkte på bakken. Flyvengjer kan òg vere utsette for slik nedising.

Hagl blir danna i skyer når underkjølte vassdropar frys i kontakt med ein kondensasjonskjerne, som støv eller vulkanske partiklar. Hagla veks når hagla beveger seg vertikalt inne i skyene. Nokre gonger kan hagl bli store som golfballar og gjere skade når dei treffer objekt på bakken.

Frostsprenging

Når vatn i holrom og sprekkar frys, utvidar det seg ni prosent, og det oppstår sterke krefter som kan sprengje berget. Dette blir kalla frostsprenging.

Eigenskapar

Den spesifikke smeltevarmen for is er 334 joule per gram (3,34 · 10⁵ J/kg), og vatn ved 0 °C har ein spesifikk varmekapasitet på 4217 J/kg/°C.

Den spesifikke varmekapasiteten til isen er 2050 J/kg/°C ved 0 °C, eller omtrent halvparten av vatnet sin spesifikke varmekapasitet. Ein treng 2097 joule for å varme opp eitt kilogram vatn med éin grad. Varmekapasiteten minkar med fallande temperatur, så ved −50 °C er varmekapasiteten 1751 J/kg/°C.

Is krystalliserer (sjå krystallografi) i det trigonale systemet, men blei tidlegare rekna for å tilhøyre det heksagonale systemet (sjå krystallsystem), då grunneininga (einingscella) er eit sekskanta prisme.

Les meir i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Litteratur

Kommentarar

Kommentarar til artikkelen blir synleg for alle. Ikkje skriv inn sensitive opplysningar, for eksempel helseopplysningar. Fagansvarleg eller redaktør svarar når dei kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logga inn for å kommentere.

eller registrer deg