Brinicle
برنیکل (برائن آئسیکل، جسے آئس اسٹالیکٹائٹ بھی کہا جاتا ہے) برف کی نیچے کی طرف بڑھتی ہوئی کھوکھلی ٹیوب ہے جو سمندری برف کی نشوونما کے نیچے بننے والے نکاسی آب کے ڈھیر کو گھیرے ہوئے ہے۔ جیسے ہی سمندری پانی قطبی سمندر میں جم جاتا ہے، نمکین نمکین سمندری برف سے خارج ہو جاتے ہیں جس سے گھنے، انتہائی ٹھنڈے اور نمکین پانی کا نیچے کی طرف بہاؤ پیدا ہوتا ہے، جس میں ارد گرد کے پانی کے مقابلے میں کم منجمد نقطہ ہوتا ہے۔ جب یہ پلیوم پڑوسی سمندری پانی کے ساتھ رابطے میں آتا ہے، تو اس کا انتہائی کم درجہ حرارت بہاؤ کے ارد گرد برف کو فوری طور پر تشکیل دیتا ہے۔ یہ ایک کھوکھلی اسٹالیکٹائٹ، یا آئسیکل بناتا ہے، جسے برنیکل کہا جاتا ہے۔ تشکیل نمکین پانی سے برف کی تشکیل قریبی غیر منجمد پانی کی ساخت میں نمایاں تبدیلیاں پیدا کرتی ہے۔ جب پانی جم جاتا ہے، تو زیادہ تر نجاستوں کو پانی کے کرسٹل سے خارج کر دیا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ سمندری پانی کی برف بھی اس سمندری پانی کے مقابلے میں نسبتا تازہ ہوتی ہے جس سے یہ بنتی ہے۔ نجاستوں کو باہر نکالنے کے نتیجے میں (جیسے نمک اور دیگر آئن) سمندری برف بہت سوراخ دار اور سپنج نما ہوتی ہے، جو تازہ پانی کے جم جانے پر پیدا ہونے والی ٹھوس برف سے بالکل مختلف ہوتی ہے۔ جیسے جیسے سمندری پانی جمتا ہے اور نمک کو خالص آئس کرسٹل جالی سے باہر نکال دیا جاتا ہے، ارد گرد کا پانی زیادہ نمکین ہو جاتا ہے کیونکہ مرتکز نمکین پانی باہر نکلتا ہے۔ اس سے اس کا منجمد درجہ حرارت کم ہوتا ہے اور اس کی کثافت میں اضافہ ہوتا ہے۔ منجمد درجہ حرارت کو کم کرنے سے اس کے آس پاس کا، نمکین پانی مائع رہتا ہے اور فوری طور پر منجمد نہیں ہوتا ہے۔ کثافت میں اضافہ اس پرت کو ڈوبنے کا سبب بنتا ہے۔ نمکین چینل کہلانے والی چھوٹی سرنگیں پوری برف میں بنتی ہیں کیونکہ یہ سپر سیلائن، سپر کولڈ پانی منجمد خالص پانی سے دور ڈوب جاتا ہے۔ اب برنیکل کی تخلیق کے لیے مرحلہ طے ہو چکا ہے۔ چونکہ یہ سپر کولڈ نمکین پانی برف کے نیچے غیر منجمد سمندری پانی تک پہنچ جاتا ہے، اس سے اضافی برف کی تخلیق ہوگی۔ پانی اعلی ارتکاز سے کم ارتکاز کی طرف بڑھتا ہے۔ چونکہ نمکین پانی میں پانی کا ارتکاز کم ہوتا ہے، اس لیے یہ آس پاس کے پانی کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے۔ نمکین پانی کے ٹھنڈے درجہ حرارت کی وجہ سے نیا کشش شدہ پانی جم جاتا ہے۔ اگر برائن چینلز نسبتا یکساں طور پر تقسیم ہوتے ہیں، تو آئس پیک نیچے کی طرف یکساں طور پر بڑھتا ہے۔ تاہم، اگر نمکین چینل ایک چھوٹے سے علاقے میں مرتکز ہوتے ہیں، تو ٹھنڈے نمکین پانی کا نیچے کی طرف بہاؤ (اب اتنا نمک سے بھرپور ہے کہ یہ اپنے معمول کے منجمد ہونے کے مقام پر منجمد نہیں ہو سکتا) غیر منجمد سمندری پانی کے ساتھ بہاؤ کے طور پر تعامل کرنا شروع کر دیتا ہے۔ جس طرح آگ سے گرم ہوا آلو کی طرح اٹھتی ہے، اسی طرح یہ ٹھنڈا، گھنے پانی آلو کی طرح ڈوب جاتا ہے۔ اس کے بیرونی کنارے برف کی ایک پرت جمع کرنا شروع کردیتے ہیں کیونکہ آس پاس کا پانی، جو اس جیٹ کے ذریعے اس کے منجمد ہونے کے مقام سے نیچے ٹھنڈا کیا جاتا ہے، برف بن جاتا ہے۔ اس سپر کولڈ، سپر سیلائن پانی کے نیچے کی طرف بہاؤ کو گھیرے ہوئے برف کی الٹی ہوئی "چمنی" سے مشابہت کرتے ہوئے اب ایک برنیکل تشکیل پایا ہے۔ جب بھنڈی کافی موٹی ہو جاتی ہے، تو یہ خود کفیل ہو جاتی ہے۔ جیسے ہی نیچے بہنے والے ٹھنڈے جیٹ کے ارد گرد برف جمع ہوتی ہے، یہ ایک موصلیت پرت بناتی ہے جو ٹھنڈے، نمکین پانی کو پھیلنے اور گرم ہونے سے روکتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، جیٹ کے ارد گرد آئس جیکٹ بہاؤ کے ساتھ نیچے کی طرف بڑھتی ہے۔ اسٹالیکٹائٹ کا اندرونی دیوار کا درجہ حرارت نمکیات سے طے شدہ منجمد منحنی خطوط پر رہتا ہے، لہذا جیسے جیسے اسٹالیکٹائٹ بڑھتا ہے اور نمکین پانی کی درجہ حرارت کی کمی برف کی نشوونما میں جاتی ہے، اندرونی دیوار پگھل کر ملحقہ نمکین پانی کو اس کے منجمد مقام پر واپس ٹھنڈا کرتی ہے۔ یہ ایک آئسکل کی طرح ہے جو اندر سے باہر ہو گیا ہے ؛ ٹھنڈی ہوا کے مائع پانی کو تہوں میں منجمد کرنے کے بجائے، نیچے کی طرف آنے والا ٹھنڈا پانی آس پاس کے پانی کو منجمد کر رہا ہے، جس سے وہ مزید گہرائی میں اترنے کے قابل ہو جاتا ہے۔ جیسے جیسے یہ ہوتا ہے، یہ زیادہ برف بناتا ہے، اور جھینگا لمبا ہوتا جاتا ہے۔ پانی کی گہرائی، اس کے بہاؤ کو ہوا دینے والی اوپری سمندری برف کی نشوونما، اور خود آس پاس کے پانی کی وجہ سے ایک برنیکل سائز میں محدود ہوتا ہے۔ 2011 میں، برنیکل فارمیشن کو پہلی بار فلمایا گیا تھا۔ گندھک کے اندر مائع پانی کی نمکیات ہوا کے درجہ حرارت کے لحاظ سے مختلف ہونے کی تصدیق ہوئی ہے۔ درجہ حرارت جتنا کم ہوگا، نمکیات کا ارتکاز اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ بحیرہ سفید کے ساحل کے ساتھ جنوری 2014 میں ریکارڈ کیا گیا کہ −1 ڈگری سیلسیس کے ہوا کے درجہ حرارت پر نمکین نمکیات 30 اور 35 پی ایس یو کے درمیان تھی جبکہ سمندر میں نمکیات 28 پی ایس یو تھی۔ جب درجہ حرارت −12 ڈگری سیلسیس تھا تو نمکین پانی کی نمکیات 120 اور 156 پی ایس یو کے درمیان بڑھ گئی۔ ساخت اس کی تخلیق کے وقت، ایک برنیکل برف کے پائپ سے مشابہت رکھتا ہے جو سمندری برف کی پرت کے نیچے سے نیچے تک پہنچتا ہے۔ پائپ کے اندر انتہائی ٹھنڈا اور نمکین پانی ہوتا ہے جو اوپر سمندری برف کی نشوونما سے پیدا ہوتا ہے، جو نمکین چینلز کے ذریعے جمع ہوتا ہے۔ شروع میں، برنیکلز بہت نازک ہوتے ہیں، دیواریں پتلی ہوتی ہیں، لیکن ٹھنڈے نمکین پانی کا مسلسل بہاؤ برنیکل کی نشوونما کو برقرار رکھتا ہے اور اس کے پگھلنے میں رکاوٹ ڈالتا ہے جو آس پاس کے کم ٹھنڈے پانی کے ساتھ رابطے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ جیسے جیسے برف جمع ہوتی جاتی ہے اور دیواریں موٹی ہوتی جاتی ہیں، جھینگے زیادہ مستحکم ہوتے جاتے ہیں۔ ایک بنجر پانی، مناسب حالات میں، نیچے سمندر کی سطح تک پہنچ سکتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، پیک آئس اوور ہیڈ سے سپر کولڈ برائن کا بہاؤ جاری رہنا چاہیے، آس پاس کا پانی برائن سے نمایاں طور پر کم نمکین ہونا چاہیے، پانی بہت گہرا نہیں ہو سکتا، اوور ہیڈ سی آئس پیک خاموش ہونا چاہیے، اور اس علاقے میں دھارے کم سے کم یا مستحکم ہونے چاہئیں۔ اگر آس پاس کا پانی بہت زیادہ نمکین ہے، تو اس کا منجمد ہونے کا مقام بہت کم ہوگا جس سے نمکین پانی کے گرد کافی مقدار میں برف پیدا ہو سکتی ہے۔ اگر پانی بہت گہرا ہے، تو سمندری فرش تک پہنچنے سے پہلے اس کے اپنے وزن کے نیچے آزاد ہونے کا امکان ہے۔ اگر آئس پیک متحرک ہے یا دھارے بہت زیادہ مضبوط ہیں، تو تناؤ نال کو توڑ دے گا۔ صحیح حالات کے تحت، بشمول سمندر کے فرش کی سازگار ٹپوگرافی، ایک نمکین تالاب بنایا جا سکتا ہے۔ تاہم، ٹھنڈے رسوں سے پیدا ہونے والے نمکین تالابوں کے برعکس، نمکین تالابوں کے بہت عارضی ہونے کا امکان ہے کیونکہ نمکین پانی کی فراہمی بالآخر بند ہو جائے گی۔ سمندری فرش تک پہنچنے پر، یہ برف جمع کرتا رہے گا کیونکہ آس پاس کا پانی جم جاتا ہے۔ نمکین پانی سطح سمندر کے ساتھ نیچے کی طرف ڈھلوان کی سمت میں سفر کرے گا جب تک کہ یہ سب سے کم ممکنہ مقام تک نہ پہنچ جائے، جہاں یہ جمع ہو جائے گا۔ نیچے رہنے والی کوئی بھی سمندری مخلوق، بشمول اسٹار فش یا سمندری ارچن، برف کے اس پھیلتے ہوئے جال میں بند ہو سکتی ہیں اور پھنس سکتی ہیں، بالآخر منجمد ہو کر مر سکتی ہیں۔ تحقیق کی تاریخ 1960 کی دہائی سے برنیکلز کے بارے میں معلوم ہے۔ ان کی تشکیل کا عام طور پر قبول شدہ نمونہ 1974 میں امریکی سمندری ماہر سیلی مارٹن نے پیش کیا تھا۔ برنیکل کی تشکیل کو پہلی بار 2011 میں پروڈیوسر کیتھرین جیفس اور کیمرہ مین ہیو ملر اور ڈوگ اینڈرسن نے بی بی سی سیریز فروزن پلینٹ کے لیے فلمایا تھا۔ برنکل کی تشکیل کے لیے پہلا عددی ماڈل 2023 میں نیشنل یونیورسٹی آف کولمبیا کے محققین نے لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری کے تعاون سے تیار کیا تھا۔ حوالہ جات بیرونی روابط موت کی 'برنیکل' برف کی انگلی ایٹنبرو کے قطبی سفر: وہ ٹیکنالوجی جس نے منجمد سیارے کو ممکن بنایا برنیکل کی تشکیل کا ماڈلنگ اور تخروپن سمندری برف