Frictio glaciei sicut phaenomenon naturae: acustica crystallo glaciei

Sonus characteristicus, qui sequitur passus in strato nivo in frigore, non est simplicis acusticae in fundo, sed complexum phaenomenum physicum, quod pertinet ad mechanicae destructionem matricis glaciei et generationem undarum sonorum in lato spectrum frequenterum. Frictio glaciei est species sonus, qui est sicut thermometrum acusticum et indicium structurarum proprietatum eius.

1. Fundamenta physico-mechanicae generationis soni

Frictio oritur in momento deformationis et destructionis strati nivo sub pondere (pede pedis, skii, rubeo). Haec est processus gradatim:

Plastica deformatione et fragilis destructione. Strato nivo est medium porosum, consistens ex crystallo glaciei (nivis) et granulis, qui sunt coniuncti pontibus nivo (connexis coalescendi). Ad temperaturam propinqua 0°C, haec connexiones sunt relativum plasticae, crystallos possunt deformationem et glidere inter se quasi insonore. Tamen cum temperaturem descendit, glacies fit fragilis, et connexiones inter crystallos sunt rigidae.

Mechanismus «microexplosionum».

Sub pondere pedis acutus vertice crystallo concentrat tensionem in punctis contactu.

Occurrit instantanea fragilis destructione (saxum) hujus verticis et pontibus nivo.

Libera energia elastica excitat microvibrationes fragmentorum separatis et totius reticuli glaciei. Haec microvibrationes sunt prima causa soni. Acusticae investigationes monstrant, quod unum passus excitat destructionem centum milliarum hujus microcontactuum.

Role temperature. Temperatura est factor clavus, qui determinat character soni. Haec est connexa cum fundamentali proprietate glaciei: cum temperaturem descendit, fragilitas eius et modulus Young (mera rigidae) augmentantur. More rigida et fragilis glacies cum destructione generat sonum fluctuationes magnae amplitude et frequenterum altiorum.

2. Dependencia soni ab temperature: acustica scala

Observationes et experimenta (inter quos in tempore Sovietico in Instituto physicae Telluris) permittent deducere empiricam dependenciam:

Ab 0°C usque ad -6°C: Frictio quasi absent est. Praevalit obtusus fricatio vel stridu, quod est connexum plasticae deformatione et fricatio humidorum crystallo.

Ab -6°C usque ad -15°C: Emerit et augmentat frictio bassa frequenterum. Sonus est relativus mollis, «obtusus». Destructione occurs in principalibus margibus magnis granulis nivo.

Infra -15°C: Frictio fit alta frequenterum, clara et acuta. Ad temperaturis circa -30°C et infra, similis est sonus compressi polystyrioli vel altae sonus. Haec est connexa cum destructione non solum connexionum inter granula, sed etiam crystallos glaciei, qui in frigore extremo se gerunt sicut vitro.

Ita, peritus observator potest appropinquare valorem temperaturem a tonitate frictio nivo.

3. Influencia morphologiae nivo et eius historiae

Character soni dependet non solum ab temperature, sed etiam ab structura nivo, quae definit historiae eius depositio et metamorphismus:

Nivo novus, nivis floccum: Consistit ex complexis stellatis crystallo cum pluribus radiis. Ad compressionem, hi fracti sunt per multas punctas, creando sonum «mollis» et obtusum, even in frigore.

Nivo vetus, nivis firmus: Subiit pluribus processibus liquefactio et solidificatio, consistit ex magnis, rotundis granulis glaciei. Ad ambulatione, hi granuli in principalibus perit transire et fricari inter se, generando frictum bassa frequenterum vel stridu.

Nasto (nivo crusta): Formatur per liquefactio et subsequens solidificatio superficiei. Ad fractura nasto, primo auditur obtusus impulsus, deinde iam clarus frictus stratum nivo inferiorem frigentium.

4. Investigationes scientificae et mensurae instrumentales

Frictio glaciei est objectum investigationis glaciologiae (glaciologiae) et acusticae physicae. Investigationes comprehendunt:

Notitia soni in conditionibus controlatis per microphonia sensibilia et piezodatia, qui contactant nivo.

Analysis spectrum (distributionis energiae secundum frequenterum). Est stabilitum, quod frictio glaciei est signalus sonorus lato-banda, cum maximis energy in certis spectrum frequenterum (ordinario in spectrum 500–2000 Гц), qui se displacit in altiores frequenterum cum cadendo temperature.

Synchrona registratione soni et deformationis nivo pro correlatio acusticorum impulsuum cum actibus destructionis.

Curiositates et exempla:

Observationes Arcticae et Antarcticae: Polaritae notant, quod in conditionibus frigore extremo (infra -50°C) frictio glaciei fit tam acuta et sonora, ut audiri possit in centum passus in sine vento. Haec sonus est consideratus unum signum adventus «paulitudo calidae» — temporis frigore acuto.

Nivo et bellum: In bello hivernali (1939–1940) et in bello magnae patriae (1941–1945) frictio glaciei sonorus clarus in fortes frigores fuit problematica tactica: demaskavit exploratores et motus peditum. Soldati discuerunt ambulare passu speciali, qui minimizaret sonum.

Nivo Martianum: In Marte est nivo ex carboneo solidum (glacieo siccum). Proprietates eius physicae sunt aliae. Theoretice, cum destructione nivo Martiani, sonus etiam oriteri debet, sed propter atmospherarum extremum rarefactum (pressione circa 1% a terrae) erit tam parvus et habet aliam spectrum characteristica.

5. Cultural et psychologicum mensura

Frictio glaciei non est solum processus physicus, sed etiam potentis sensorius, profundus in codice culturali gentium, qui vivunt in regionibus nivis. In litteratura (a Russiae classica ad detective Scandinaviae) frequenter agit ut symbol frigore, solitudine, puritate vel anxietate. Suum effectum psychacusticum est connexum cum hoc, quod est unus ex paucis sonis in natura, qui creatur motione humani, qui intrat directum contactum cum стихия, et qui, in his, testimoniat de specificis conditionibus meteoris.

Conclusio

Frictio glaciei est visa acustica naturae hibernalis, resultans destructione collectiva fragilis miarum crystallo glaciei. Investigationes eius sunt in margine mechanicae, materialisticae et acusticae, praebent scientibus data de proprietatibus rheologica nivo. Pro homine ordinarie, est indicium intuitivum frigore et structura strato nivo, etiam unus ex maximis recognitus et affectivus sonis lanschaftis hibernalis. Haec phaenomenon memorat, quod et tam simplex, videtur res quotidianae, sicut passus in nivo, latet in se complexam et elegantem physica interactionis substantiae, energiae et soni.
© elibrary.org.uk

Permanent link to this publication: