هل اللون الجليدي موجود؟ ما هو اللون حقا؟

ولا يمكن التقليل من أهمية الماء بأشكاله المختلفة (الصلبة والسائلة والغازية) داخل الغلاف الجوي، إذ يلعب دورا حيويا في الترابط بين دورة المياه والحياة على الأرض. عندما تمطر أو تتساقط الثلوج، فإن افتراضنا المباشر هو أن الماء عديم اللون وأن الثلج، السليم والنقي، له لون أبيض. وبالتالي، فإننا نميل إلى الاعتقاد بأن الجليد، باعتباره مظهرًا مختلفًا للعنصر السائل، سيفتقر أيضًا إلى اللون أو سيظهر باللون الأبيض، دون التفكير في الاحتمالات البديلة. لكن، هل اللون الجليدي موجود؟ ما هو اللون حقا؟

سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول لون الجليد وخصائصه.

تشكيل الجليد

عند ضغط جوي واحد، يتمتع الماء النقي بالقدرة على التجمد عند درجة حرارة 0 درجة مئوية. ومع ذلك، على عكس معظم المواد، عندما يتجمد الماء، فإنه يتوسع في الحجم، مما يؤدي إلى انخفاض في الكثافة. تلعب هذه الميزة الفريدة دورًا حاسمًا في منع التجميد الكامل للمحيطات القطبية للأرض. يطفو الجليد المتكون من الماء المتجمد على السطح بدلًا من أن يغوص، وهو ما يؤدي إلى نشوء الجليد ويتسبب في تراكمه مع مرور الوقت وانتشاره إلى المسطحات المائية الأخرى. ولهذه الظاهرة آثار مهمة على الحياة كما نفهمها حاليا، مما يجعلها غير مستدامة في مثل هذه الظروف.

ومن المعروف أن الشمس تبعث الضوء الأبيض، وهو في الواقع مزيج من عدة ألوان. ويمكن ملاحظة ذلك من خلال تمرير شعاع من الضوء عبر منشور زجاجي أو من خلال مشاهدة قوس قزح، وكلاهما ينتج عن ظواهر الانكسار والانعكاس والتشتت. عندما يمر ضوء الشمس من خلال قطرات المطر، فإنه يخضع للانحناء والانفصال، مما يخلق تسلسلًا مميزًا من الألوان. يبدأ هذا التسلسل باللون الأحمر على الجانب الخارجي ويتقدم عبر البرتقالي، والأصفر، والأخضر، والأزرق، والنيلي، وأخيراً البنفسجي باتجاه المركز، لتشكل تدرجاً مستمراً للألوان.

الاختلافات بين لون الثلج ولون الجليد

في بعض الأحيان، تكتسب القمم الثلجية صبغة حمراء أو بنية كثيفة، نتيجة تفاعل الثلج مع نوى تكاثف الطين أو الحجارة الرملية ذات الظل المماثل. ومع ذلك، فمن المعتاد أن تظهر هذه الظاهرة الجوية بمظهر أبيض، نظرًا لقدرتها الاستثنائية على عكس ضوء الشمس (حوالي 70% إلى 90% من الإشعاع الشمسي الوارد). هذه الانعكاسية العالية نتيجة الانعكاسات العديدة التي تحدث داخل فقاعات الهواء المحبوسة في الثلجتتركز في طبقة رقيقة بالقرب من سطح كتلة الثلج.

ولو تجمد الماء تماما دون شوائب، لتم الحصول على ثلج شفاف، وهو أمر نادر في الطبيعة. ومع ذلك، أثناء عملية التجميد، تصبح فقاعات الهواء محاصرة داخل الجليد، وتعمل كمنشورات تخلق العديد من الانعكاسات وتشتت ألوان الطيف المرئي، مما يعطي الجليد في النهاية مظهره الأبيض. تتناسب شدة البياض بشكل مباشر مع مقدار الانعكاس الذي يحدث يرتبط بكمية فقاعات الهواء الموجودة. يلعب هذا اللون الأبيض دورًا حاسمًا في تنظيم درجة حرارة الأرض من خلال عكس ضوء الشمس بشكل فعال، مما يساهم بشكل كبير في بياض الكوكب.

تعد القدرة الانعكاسية لهذا اللون مهمة في تنظيم درجة حرارة الأرض من خلال المساهمة بشكل كبير في البياض، الذي يقيس كمية الإشعاع الشمسي المنعكس إلى الفضاء. يعد البياض عاملاً رئيسياً في التأثير على المناخ العالمي وتطوره. يعد انخفاض البياض خلال مواسم معينة في القطبين أحد العوامل التي تؤدي إلى ذلك المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري التي يسببها الإنسان.

الأماكن التي لا يكون فيها الجليد أبيض

حتى الآن، كانت العناصر متوقعة إلى حد كبير: مياه عديمة اللون، وجليد صافٍ، وثلج أبيض في الغالب. ومع ذلك، ماذا يحدث عندما نواجه تثليجًا كبيرًا؟

في حالات مثل تلك الموجودة في كتل الجليد أو مناطق الجليد الدائم أو الأنهار الجليدية، يؤدي تراكم الثلوج المتساقطة إلى جليد أكثر انضغاطًا، مما يؤدي إلى ضغط الهواء المحبوس بالداخل ويسمح بامتصاص أكبر لأشعة الشمس بواسطة الكتلة المتجمدة.

عندما لا تكون هناك فقاعات، يكون للضوء القدرة على الانتقال إلى عمق أكبر في الجليد، ويتم امتصاصه تدريجيًا أثناء تحركه بشكل أعمق. يتكون ضوء الشمس من ألوان مختلفة بأطوال موجية مختلفة، حيث يمتلك اللون الأحمر أطول طول موجي والأزرق هو الأقصر. الألوان المختلفة لها مستويات مختلفة من الاختراق: يمتص الجليد اللون الأحمر بسهولة ويمكن أن يصل اللون الأزرق إلى أعماق أكبر. وبالتالي، عندما يتعمق شعاع الضوء الأبيض في الجليد، فإنه يفقد ألوانه تدريجيًا ويترك في النهاية اللون الأزرق فقط في الكتلة المتجمدة.

الجليد الأخضر

لقد رأينا بالفعل أن لون الجليد، بشكل عام، يعتمد على كيفية تفاعل الضوء معه. الثلج النقي، الخالي من الشوائب أو فقاعات الهواء، هو في الواقع أزرق اللون. وذلك لأن الماء يمتص الألوان ذات الطول الموجي الأطول (الأحمر والأصفر) بشكل أكبر والألوان ذات الطول الموجي الأقصر (الأزرق والأخضر) أقل. إلا أن الجليد الأخضر يتمتع بخصائص فريدة تمنحه لونه المميز.

هناك عدة أسباب وراء ظهور الجليد باللون الأخضر:

• وجود الطحالب والكائنات الحية الأخرى: وفي بعض المناطق القطبية، وخاصة القارة القطبية الجنوبية، قد يحتوي الجليد على طحالب صغيرة ذات أصباغ خضراء. وتصبح هذه الطحالب محاصرة في الجليد أثناء تكوينه، مما يعطي الجليد لونًا أخضر.
• الشوائب المعدنية: تفسير آخر هو وجود شوائب معدنية في الجليد. عندما تتجمد مياه البحر، فإنها يمكن أن تحبس جزيئات أكاسيد الحديد والمعادن الأخرى التي يمكن أن يكون لها لون أخضر. وتتوزع هذه الشوائب داخل الجليد، وعندما يمر الضوء من خلاله، يمكن لهذه الجزيئات أن تعكس الضوء وتشتته بطريقة تجعل الجليد يبدو أخضر اللون.
• هيكل وكثافة الجليد: يمكن أن تؤثر طريقة تكوين الجليد وتنظيمه أيضًا على لونه. يمكن أن يسمح الثلج الذي يتم ضغطه وتكثيفه، وإزالة فقاعات الهواء، بنقل الضوء بشكل مختلف، والذي يمكن أن يؤدي، مع الشوائب الأخرى، إلى اللون الأخضر.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن لون الجليد وخصائصه.