جاذبية الأرض قوية ، ولكن هل يمكن للماء أن يتعارض معها بشكل طبيعي ويتدفق صعودًا؟
الجواب نعم ، إذا كانت المعلمات صحيحة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتدفق موجة على الشاطئ صعودًا ، حتى لو كانت للحظة فقط. يمكن أن يتدفق الماء في السيفون أيضًا إلى أعلى ، كما هو الحال مع بركة من الماء إذا كانت تتحرك فوق منشفة ورقية جافة مغمورة فيها.
والأكثر غرابة هو أن القارة القطبية الجنوبية لديها نهر يتدفق صعودًا تحت إحدى صفائحها الجليدية. لذا ، كيف يفسر العلم هذه الحركات المائية الصاعدة؟
موجات وسيفون
يمكن أن تتسبب الأمواج (التي تعمل بالرياح) والمد والجزر (التي تسببها في المقام الأول قوى الجاذبية للقمر) وموجات المد (التي تحدث غالبًا بسبب الزلازل والانهيارات الأرضية تحت الماء أو البراكين) في مقاومة المياه للجاذبية. يمكن للطاقة والقوى التي تنتجها هذه الظواهر الطبيعية دفع المياه إلى أعلى ، مما يسمح لها بالارتفاع بشكل طبيعي إلى موجة أو تشغيل خط ساحلي.
يعمل السيفون تحت ضغوط مختلفة. استخدم الناس السيفون منذ العصور القديمة. استخدم المصريون القدماء السيفون في الري وصناعة النبيذ ، وفقًا لدراسة نشرت عام 2014 في مجلة Scientific Reports. في الوقت الحاضر ، قد يستخدم اللصوص السيفون لسرقة الغاز من السيارات. ومع ذلك ، لا يزال هناك جدل حول كيفية عمل السيفون.
يمكنك تصور سيفون عن طريق التفكير في كوبين متصلين بأنبوب على شكل حرف "مقلوب". يجلس الكوب المملوء بالماء على درج ، وكوب فارغ يجلس تحته. إذا وضع المجرب أحد طرفي الأنبوب في الكوب المملوء بالماء وامتص الهواء منه كما تفعل عند استخدام القش ، فإن ذلك سيسمح للماء بالتدفق إلى الأنبوب.
يتم إنشاء السيفون بمجرد تدفق المياه لأعلى جانب واحد من الأنبوب ولأسفل الآخر ، في الكوب الفارغ.
تعمل السيفون أيضًا في الفراغات ، لذلك لا يبدو أن الضغط الجوي يعمل ، وفقًا لدراسة عام 2011 في مجلة التعليم الكيميائي. وبدلاً من ذلك ، يبدو أن الجاذبية والتماسك الجزيئي متورطان ، وفقًا لدراسة عام 2015 في مجلة Scientific Reports.
تسرع الجاذبية الماء من خلال الجزء "السفلي" من الأنبوب ، إلى الكأس السفلي. نظرًا لأن الماء يحتوي على روابط متماسكة قوية ، يمكن لجزيئات الماء هذه سحب المياه خلفها من خلال الجزء المرتفع من الأنبوب ، وفقًا لموقع Wonderopolis ، حيث يتم الرد على الأسئلة اليومية.
ومع ذلك ، لا تزال العديد من السوائل التي لا تحتوي على روابط متماسكة قوية تعمل في السيفون ، لذلك من غير الواضح بالضبط كيف تعمل السيفون في حالات مختلفة ، وفقًا لـ Wonderopolis.
عمل شعري
ماذا عن مثال منشفة ورقية؟ يسمح هذا الإجراء ، الذي يسمى العمل الشعري ، بكميات صغيرة من الماء للتدفق صعودًا مقابل الجاذبية ، طالما أن المياه تتدفق عبر مساحات ضيقة وصغيرة.
يحدث هذا التدفق التصاعدي عندما يكون التصاق السائل بجدران مادة ، مثل المنشفة الورقية ، أقوى من القوى المتماسكة بين جزيئاته السائلة ، وفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي.
وقالت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية إن جزيئات الماء في النباتات تُرسم الشعيرات الدموية التي تُدعى نسيج الخشب تساعد النبات على سحب المياه من التربة.
نهر أنتاركتيكا
هناك نهر يتدفق صعودًا تحت إحدى الصفائح الجليدية في أنتاركتيكا ، وفقًا لروبين بيل ، أستاذ الجيوفيزياء في مرصد لامونت دوهرتي لجامعة كولومبيا في نيويورك.
وتحت جبال القارة الجليدية ، تقع جبال جامبورتسيف ، وهي مجموعة ضخمة بها قمم ووديان بحجم نفس جبال الألب الأوروبية ، على حد قولها. قال بيل لعلوم الحياة "في الوديان ، هناك ماء". "يمكننا أن نقول لأنه عندما نطير فوقها ، فإن صدى الرادار يكون أقوى بكثير."
بشكل مثير للفضول ، يمكن للباحثين معرفة أن النهر يتدفق للخلف لأن الجليد فوقه يتماشى مع اتجاه تدفق الجليد ، كما ذكرت Live Science سابقًا. وقال بيل إن هذا الاصطفاف والضغط الهائل من الغطاء الجليدي فوقها يدفعان الماء إلى أعلى.
وقال بيل "لقد أدركنا أن الجليد يدفع بالمياه إلى أعلى التل ، ويضغط الماء للخلف".
هناك حالات أخرى ترتفع فيها المياه بشكل طبيعي. على سبيل المثال ، هز زلزال بقوة 8.0 درجة جنوب شرقي ولاية ميسوري بشدة لدرجة أن نهر المسيسيبي تدفقت للخلف مؤقتًا ، كما ذكرت Live Science سابقًا. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت دراسة أجريت عام 2006 في مجلة Physical Review Letters أن الكميات الصغيرة من الماء الموضوعة على سطح ساخن - على سبيل المثال - وعاء ساطع ، يمكن أن "يتسلق" السلالم الصغيرة المصنوعة من البخار إذا كانت المياه ساخنة بما يكفي ، Live Science ذكرت.
