Brinicle
બ્રિનિકલ (બ્રાઇન આઇસિકલ, જેને આઇસ સ્ટેલેક્ટાઇટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ નીચે તરફ વધતી જતી બરફની હોલો ટ્યુબ છે જે વિકાસશીલ દરિયાઈ બરફની નીચે રચાતા ઉતરતા ખારા પાણીના ઢગલાને ઘેરી લે છે. જેમ જેમ દરિયાનું પાણી ધ્રુવીય મહાસાગરમાં થીજી જાય છે, તેમ તેમ ખારા પાણીના સાંદ્રતાવાળા પદાર્થોને દરિયાના બરફમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે, જે ગાઢ, અત્યંત ઠંડા અને ખારા પાણીના નીચે તરફના પ્રવાહનું સર્જન કરે છે, જે આસપાસના પાણીની સરખામણીએ નીચા ઠંડક બિંદુ સાથે હોય છે. જ્યારે આ પ્લુમ પડોશી સમુદ્રના પાણીના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તેનું અત્યંત નીચું તાપમાન પ્રવાહની આસપાસ તરત જ બરફ રચવાનું કારણ બને છે. આ એક હોલો સ્ટેલેક્ટાઇટ અથવા આઇસીકલ બનાવે છે, જેને બ્રિનિકલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મીઠાના પાણીમાંથી બરફની રચના નજીકના બિન-સ્થિર પાણીની રચનામાં નોંધપાત્ર ફેરફારો કરે છે. જ્યારે પાણી થીજી જાય છે, ત્યારે મોટાભાગની અશુદ્ધિઓને પાણીના સ્ફટિકોમાંથી બાકાત રાખવામાં આવે છે; દરિયાઈ પાણીનો બરફ પણ તે જે દરિયાઈ પાણીમાંથી બને છે તેની સરખામણીમાં પ્રમાણમાં તાજો હોય છે. અશુદ્ધિઓને બહાર કાઢવાના પરિણામે (જેમ કે મીઠું અને અન્ય આયનો) દરિયાઈ બરફ ખૂબ જ છિદ્રાળુ અને સ્પંજેલ જેવો હોય છે, જે તાજું પાણી થીજી જાય ત્યારે ઉત્પન્ન થતા નક્કર બરફથી તદ્દન અલગ હોય છે. જેમ જેમ દરિયાનું પાણી થીજી જાય છે અને મીઠાને શુદ્ધ બરફના સ્ફટિકની જાળીમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે, તેમ તેમ આસપાસનું પાણી વધુ ખારા બને છે કારણ કે સાંદ્ર ખારા પાણી બહાર નીકળે છે. આ તેના ઠંડું તાપમાનને ઘટાડે છે અને તેની ઘનતામાં વધારો કરે છે. ઠંડું તાપમાન ઘટાડવાથી આ આસપાસના, ખારા પાણીથી સમૃદ્ધ પાણી પ્રવાહી રહે છે અને તરત જ સ્થિર થતું નથી. ઘનતામાં વધારો આ સ્તરને ડૂબી જવાનું કારણ બને છે. ખારા નહેરો તરીકે ઓળખાતી નાની ટનલ સમગ્ર બરફમાં બનાવવામાં આવે છે કારણ કે આ સુપરસાલાઇન, સુપરકુલ્ડ પાણી સ્થિર શુદ્ધ પાણીથી દૂર ડૂબી જાય છે. હવે જળકણની રચના માટે તબક્કો તૈયાર કરવામાં આવ્યો છે. જેમ જેમ આ સુપરકુલ્ડ ખારા પાણી બરફની નીચે બિન-સ્થિર દરિયાઇ પાણી સુધી પહોંચે છે, તે વધારાના બરફની રચનાનું કારણ બનશે. પાણી ઊંચી સાંદ્રતાથી નીચી સાંદ્રતામાં વહે છે. કારણ કે ખારા પાણીમાં પાણીની સાંદ્રતા ઓછી હોય છે, તેથી તે આસપાસના પાણીને આકર્ષે છે. ખારા પાણીના ઠંડા તાપમાનને કારણે, નવું આકર્ષિત પાણી થીજી જાય છે. જો ખારા પાણીની નહેરો પ્રમાણમાં સમાનરૂપે વહેંચાયેલી હોય, તો બરફનો જથ્થો સમાનરૂપે નીચે તરફ વધે છે. જો કે, જો ખારા પાણીની નહેરો એક નાના વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત હોય, તો ઠંડા ખારા પાણીનો નીચે તરફનો પ્રવાહ (હવે એટલો ખારાથી સમૃદ્ધ છે કે તે તેના સામાન્ય ઠંડું બિંદુ પર સ્થિર થઈ શકતો નથી) પ્રવાહ તરીકે બિન-સ્થિર દરિયાઇ પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે. જેમ અગ્નિમાંથી ગરમ હવા પ્લુમની જેમ વધે છે, તેમ આ ઠંડુ, ગાઢ પાણી પ્લુમની જેમ ડૂબી જાય છે. તેની બાહ્ય ધાર બરફનું એક સ્તર એકઠા કરવાનું શરૂ કરે છે કારણ કે આસપાસના પાણી, આ જેટ દ્વારા તેના ઠંડું બિંદુથી નીચે ઠંડુ થાય છે, બરફ ઉપર આવે છે. હવે એક જળકણ રચાયું છે, જે બરફની ઊંધી "ચીમની" જેવું લાગે છે, જે આ અતિ-ઠંડુ, અતિ-ખારા પાણીના નીચે તરફના પ્રવાહને ઘેરી લે છે. જ્યારે જળકણ પૂરતું જાડું થઈ જાય છે, ત્યારે તે આત્મનિર્ભર બની જાય છે. જેમ જેમ નીચે વહેતા ઠંડા જેટની આસપાસ બરફ એકઠા થાય છે, તે એક અવાહક સ્તર બનાવે છે જે ઠંડા, ખારા પાણીને ફેલાતા અને ગરમ થતા અટકાવે છે. પરિણામે, જેટની આસપાસનું બરફનું જેકેટ પ્રવાહ સાથે નીચે તરફ વધે છે. સ્ટેલેક્ટાઇટનું આંતરિક દિવાલનું તાપમાન ખારાશ-નિર્ધારિત ઠંડું વળાંક પર રહે છે, તેથી જેમ જેમ સ્ટેલેક્ટાઇટ વધે છે અને લવણની તાપમાનની ખાધ બરફની વૃદ્ધિમાં જાય છે, આંતરિક દિવાલ પીગળી જાય છે અને નજીકના લવણને તેના ઠંડું બિંદુ પર પાછું ઠંડુ કરે છે. તે અંદરથી બહાર વળેલા હિમકણ જેવું છે; ઠંડા હવામાં પ્રવાહી પાણીને સ્તરોમાં ઠંડું પાડવાને બદલે, નીચે તરફ ધસી રહેલું ઠંડુ પાણી આસપાસના પાણીને ઠંડું પાડી રહ્યું છે, જેનાથી તે વધુ ઊંડાણમાં નીચે ઊતરી શકે છે. જેમ જેમ તે કરે છે તેમ, તે વધુ બરફ બનાવે છે, અને લવણ લાંબા સમય સુધી વધે છે. પાણીની ઊંડાઈ, તેના પ્રવાહને ઉત્તેજન આપતા ઉપરના દરિયાઈ બરફની વૃદ્ધિ અને આસપાસના પાણી દ્વારા એક જળકણ કદમાં મર્યાદિત હોય છે. 2011 માં, પ્રથમ વખત લવણ રચનાનું ફિલ્માંકન કરવામાં આવ્યું હતું. ખારાશની અંદરના પ્રવાહી પાણીની ખારાશ હવાના તાપમાનના આધારે બદલાતી હોવાની પુષ્ટિ થઈ છે. તાપમાન જેટલું ઓછું હશે, ખારા પાણીની સાંદ્રતા તેટલી વધારે હશે. જાન્યુઆરી 2014માં શ્વેત સમુદ્રના દરિયાકાંઠે નોંધવામાં આવ્યું હતું કે −1 ડિગ્રી સેલ્સિયસના હવાના તાપમાન પર ખારા ખારાશ 30 અને 35 પીએસયુની વચ્ચે હતી જ્યારે સમુદ્રમાં ખારાશ 28 પીએસયુ હતી. જ્યારે તાપમાન −12 ડિગ્રી સેલ્સિયસ હતું ત્યારે લવણની ખારાશ 120 અને 156 પીએસયુની વચ્ચે વધી હતી. માળખું તેની રચનાના સમયે, એક જળકણ દરિયાઈ બરફના સ્તરની નીચેથી નીચે પહોંચતી બરફની નળી જેવું લાગે છે. પાઇપની અંદર અત્યંત ઠંડુ અને ખારા પાણી હોય છે, જે ઉપરના દરિયાઈ બરફના વિકાસ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, જે ખારા પાણીની નહેરો દ્વારા સંચિત થાય છે. શરૂઆતમાં, બ્રિનિકલ્સ ખૂબ જ નાજુક હોય છે, દિવાલો પાતળી હોય છે, પરંતુ ઠંડા ખારા પાણીનો સતત પ્રવાહ બ્રિનિકલની વૃદ્ધિને ટકાવી રાખે છે અને આસપાસના ઓછા ઠંડા પાણીના સંપર્કને કારણે તેના ઓગળવામાં અવરોધ ઊભો કરે છે. જેમ જેમ બરફ એકઠા થાય છે અને દિવાલો ગાઢ બને છે, તેમ તેમ લવણ વધુ સ્થિર બને છે. એક જળકણ, યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, દરિયાની સપાટી સુધી પહોંચી શકે છે. આવું કરવા માટે, પેક બરફના ઓવરહેડમાંથી સુપરકોલ્ડ ખારા પાણીનો પ્રવાહ ચાલુ રાખવો જોઈએ, આસપાસના પાણી ખારા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું ખારા હોવું જોઈએ, પાણી ખૂબ ઊંડું ન હોઈ શકે, ઓવરહેડ દરિયાઈ બરફનો પેક સ્થિર હોવો જોઈએ, અને તે વિસ્તારમાં પ્રવાહો ન્યૂનતમ અથવા સ્થિર હોવા જોઈએ. જો આસપાસના પાણી ખૂબ ખારા હોય, તો તેનું ઠંડું બિંદુ ખૂબ ઓછું હશે જેથી ખારા પાણીની આસપાસ નોંધપાત્ર માત્રામાં બરફ પેદા કરી શકાય નહીં. જો પાણી ખૂબ ઊંડું હોય, તો દરિયાની સપાટી પર પહોંચતા પહેલા તેના પોતાના વજન હેઠળ લવણ મુક્ત થવાની સંભાવના છે. જો બરફની થેલી ગતિશીલ હોય અથવા પ્રવાહો ખૂબ જ મજબૂત હોય, તો તાણ લવણને તોડી નાખશે. યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, અનુકૂળ દરિયાની સપાટીની ભૌગોલિક રચના સહિત, ખારા પાણીનો પૂલ બનાવી શકાય છે. જો કે, ઠંડા ઝરણાંઓ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા ખારા પાણીના તળાવોથી વિપરીત, ખારા પાણીના તળાવો ખૂબ જ ક્ષણિક હોવાની શક્યતા છે કારણ કે ખારા પાણીનો પુરવઠો આખરે બંધ થઈ જશે. દરિયાની સપાટી પર પહોંચ્યા પછી, તે બરફ એકઠા કરવાનું ચાલુ રાખશે કારણ કે આસપાસના પાણી થીજી જશે. જ્યાં સુધી તે શક્ય તેટલા નીચા બિંદુ સુધી પહોંચશે નહીં ત્યાં સુધી લવણ જળ દરિયાની સપાટી સાથે નીચે તરફની દિશામાં પ્રવાસ કરશે, જ્યાં તે એકઠા થશે. સ્ટારફિશ અથવા દરિયાઈ અર્ચિન સહિત તળિયે રહેતા કોઈપણ દરિયાઈ જીવોને બરફના આ વિસ્તરી રહેલા જાળમાં આવરી લેવામાં આવી શકે છે અને ફસાયેલા હોઈ શકે છે, આખરે મૃત્યુ પામે છે. બ્રિનિકલ્સનો સંશોધન ઇતિહાસ 1960ના દાયકાથી જાણીતો છે. તેમની રચનાનું સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત મોડેલ 1974 માં યુ. એસ. સમુદ્રવિજ્ઞાની સીલી માર્ટિન દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. બ્રિનિકલની રચના સૌપ્રથમ 2011 માં નિર્માતા કેથરીન જેફ્સ અને કેમેરામેન હ્યુ મિલર અને ડગ એન્ડરસન દ્વારા બીબીસી શ્રેણી ફ્રોઝન પ્લેનેટ માટે ફિલ્માવવામાં આવી હતી. લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીના સહયોગથી નેશનલ યુનિવર્સિટી ઓફ કોલંબિયાના સંશોધકો દ્વારા 2023માં બ્રિનિકલ રચના માટેનું પ્રથમ આંકડાકીય મોડેલ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ મૃત્યુની 'બ્રિનિકલ' બરફની આંગળી એટનબરોની ધ્રુવીય સફરઃ તે તકનીક કે જેણે ફ્રોઝન પ્લેનેટને શક્ય બનાવ્યું સમુદ્રના બરફના બ્રિનિકલ રચનાનું મોડેલિંગ અને સિમ્યુલેશન