Kan vatten naturligt flöda uppåt?

Pin
Send
Share
Send

Jordens tyngdkraft är stark, men kan vatten någonsin naturligt gå mot den och rinna uppåt?

Svaret är ja, om parametrarna är rätt. Till exempel kan en våg på en strand strömma uppåt, även om det bara är ett ögonblick. Vatten i en sifon kan också rinna uppåt, liksom en vattenpöl om det rör sig upp en torr pappershandduk doppad i den.

Ännu mer underligt har Antarktis en flod som rinner uppåt under en av dess islager. Så, hur förklarar vetenskapen dessa uppåt vattniga rörelser?

Vågor och sifoner

Vågor (drivs av vind), tidvatten (främst orsakade av månens gravitationskrafter) och tsunamier (ofta utlösta av jordbävningar och undervattensskred eller vulkaner) kan få vatten att gå mot tyngdkraften. Energin och krafterna som produceras av dessa naturfenomen kan driva vatten uppåt, så att det naturligt kan stiga in i en våg eller springa upp en strandlinje.

En sifon verkar under olika tryck. Människor har använt sifon sedan antiken; de forntida egyptierna använde sifon för bevattning och vinframställning, enligt en studie som publicerades 2014 i tidskriften Scientific Reports. Nuförtiden kan tjuvar använda sifon för att stjäla gas från bilar. Men det finns fortfarande debatt om hur sifon fungerar.

Du kan visualisera en sifon genom att tänka på två koppar som är anslutna med ett rör formad som en upp-och-ner "U." Den vattenfyllda koppen sitter på en trappa och en tom kopp sitter under den. Om en experimenterare sätter ena änden av röret i den vattenfyllda koppen och suger ut luften ur det som du skulle göra när du använder ett sugrör, kommer det att låta vattnet strömma in i röret.

En sifon skapas när vattnet rinner upp på ena sidan av röret och ner på den andra, in i den tomma koppen.

Sifoner arbetar också i vakuum, så det verkar inte som att atmosfärstrycket spelas, enligt en studie från 2011 i Journal of Chemical Education. Snarare tycks tyngdkraften och molekylär sammanhållning vara inblandad, enligt en studie från 2015 i tidskriften Scientific Reports.

Graviteten påskyndar vattnet genom den "ned" delen av röret, in i den nedre koppen. Eftersom vatten har starka sammanhängande bindningar kan dessa vattenmolekyler dra vattnet bakom sig genom rörets uppåtgående del, enligt Wonderopolis, en plats där dagliga frågor besvaras.

Men många vätskor som inte har starka sammanhängande bindningar fungerar fortfarande i sifon, så det är oklart exakt hur sifon fungerar i olika fall, enligt Wonderopolis.

Kapilläråtgärder

Vad sägs om pappershandduksexemplet? Denna handling, kallad kapillärverkan, tillåter små volymer vatten att rinna uppåt, mot tyngdkraften, så länge vattnet rinner genom smala och små utrymmen.

Detta uppåtflöde inträffar när en vätskes vidhäftning till väggarna i ett material, såsom pappershandduken, är starkare än de sammanhängande krafterna mellan dess vätskemolekyler, enligt U.S. Geological Survey.

I växter dras vattenmolekyler upp kapillärer som kallas xylem, vilket hjälper växten att dra in vatten från jorden, sade USGS.

Floden Antarktis

Det finns en flod som rinner uppåt under en av Antarktisens isplattor, enligt Robin Bell, professor i geofysik vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory i New York.

Under kontinentens is sitter Gamburtsev-bergen, ett massivt område med toppar och dalar som har ungefär samma storlek som de europeiska Alperna, sade hon. "I dalarna finns det vatten," sa Bell till Live Science. "Vi kan berätta för när vi flyger över det är ekot från radaren mycket starkare."

På ett spännande sätt kan forskare berätta att floden flyter bakåt eftersom isen ovanpå den är i linje med isflödets riktning, rapporterade Live Science tidigare. Denna anpassning och det enorma trycket från isarken ovanför det pressar vattnet uppåt, sa Bell.

Ett diagram som visar hur floden i Antarktis rinner uppåt. (Bildkredit: Robin Bell)

"Vi insåg att isen tvingar vattnet uppför kullen och pressar vattnet bakåt," sade Bell.

Det finns andra fall där vatten naturligtvis har runnit uppåt. Till exempel skakade en jordbävning på 8,0 i sydöstra Missouri så hårt att Mississippifloden tillfälligt flödade bakåt, rapporterade Live Science tidigare. Dessutom visade en studie från 2006 i tidskriften Physical Review Letters att små mängder vatten som placeras på en varm yta - till exempel en skållningspanna - kan "klättra" små trappor gjorda av ånga om vattnet är tillräckligt varmt, Live Science rapporterad.

Pin
Send
Share
Send