Precipitació química

El carbonat de calci dissolt en aigua precipita bàsicament quan el fluid està saturat en carbonat de calci. La saturació pot estar desencadenada per canvis en el pH, la temperatura o l’evaporació de l’aigua. Aquest darrer cas és el més senzill d’entendre i es pot observar en situacions domèstiques. Per exemple, calç precipitada en parts de la rentadora o en gerres que han contingut aigua dura (és a dir, amb molt de carbonat de calci dissolt). El que es veu són línies blanquetes.

A la natura, la precipitació de carbonat de calci resulta en la formació de roques sedimentàries carbonatades (calcàries) en ambients marins, lacustres i càrstics. Les estalactites i les estalagmites són acumulacions de carbonat de calci. Un altre cas és quan la precipitació es produeix envoltant vegetació de riba de llacs o en surgències d’aigua. En aquest cas es forma una roca anomenada travertí on, passat el temps, s’hi poden observar els motlles de la vegetació present en aquell moment. La formació de travertins és un procés que es pot veure actualment com en el vídeo.

A part, en el vídeo es pot veure un altre tipus de material, el gel. Tot i que el concepte de precipitació també es pot relacionar amb l’aigua, no es pot usar en el cas que s’acumuli aigua en estat sòlid. Des d’un punt de vista molt estricte, el gel s’assembla més a una roca ígnia, ja que és la consolidació/cristal·lització d’un fluid perquè la temperatura disminueix. Aquest fluid ha consolidat al voltant de l’estalactita i ens ajuda a determinar una seqüència temporal: primer la branca, després la precipitació del carbonat i després la consolidació de l’aigua.

No es poden fer boles de neu quan fa molt fred

Fa poc, algú em va afirmar que no es poden fer ninots de neu ni boles de neu quan la temperatura ambient és molt baixa (al voltant dels -20 °C). Com a científica, vaig comprovar aquesta afirmació i després d’experimentar-ho he desenvolupat una hipòtesi basada en el ciment present en les roques sedimentàries.

La causa que no es puguin fer boles de neu a temperatures molt baixes es pot deure al fet que el punt fusió de l’aigua està tan lluny que no s’arriba a fondre la neu. La neu són partícules molt petites d’aigua sòlida. Aquestes partícules només queden unides entre elles si existeix un material que faci de ciment i que les enganxi. Aquest material és la mateixa neu fosa parcialment i tornada a consolidar immediatament. Aquesta fusió parcial (a pressió 1 atm) només s’aconsegueix a prop dels 0 ºC de temperatura. Si durant el procés de modelat de la neu, no s’assoleixen els 0 ºC, no es crea aquest ciment que cohesiona les partícules i, per tant, no hi ha formació de boles.

Diferència entre onades de vent i de tsunami

La majoria d’onades a les quals estem acostumades són onades causades pel vent. El que fa el vent és provocar un moviment circular de l’aigua on, es podria dir, per simplificar, que les gotes d’aigua no avances cap enlloc, sinó que només pugen i baixen. Aquest fenomen del no moment lateral de l’aigua queda demostrat quan som en una platja i ens sembla que una fulla o una bossa (sí, els humans som així de porcs) sembla que no avanci i no acaba mai d’arribar on som nosaltres.

Les onades de vent, quan s’aproximen a la costa, augmenten la seva amplitud (alçada) i disminueixen la seva longitud (amplada) per culpa de la interacció entre el moviment de l’aigua i el fons marí. Com que l’espai que l’aigua té per oscil·lar disminueix, ha de compensar en superfície. El cas és que les onades de vent, una vegada han arribat a la costa, sembla que l’aigua retrocedeixi.

Les onades de tsunami són causades per una pertorbació sobtada i ràpida vertical de l’aigua. Aquesta pertorbació es pot causar des de dalt (amb la caiguda d’un meteorit) o des del fons marí (per una falla amb moviment vertical o una esllavissada submarina). La pertorbació provoca un desplaçament de l’aigua a gran velocitat (algun centenar de quilòmetres per hora). Just abans que l’onada (o tren d’onades) arribi a la costa, es produeix un descens del nivell del mar, i en arribar, l’aigua es desplaça sense aturador cap a terra endins.

Buscant una analogia senzilla, el moviment de l’aigua conseqüència de llençar-se de bomba en una piscina a què equival, onada de vent o de tsunami?

.
.
.

Seria una onada de tsunami (en caure a l’aigua, la movem verticalment) i la prova és que motes vegades revessa la piscina i no retorna (clar que moltes piscines tenen sistemes per canalitzar aquesta aigua i, per tant, no es poden fer experiments de fins on arribaria l’aigua).

Fer models al laboratori que permetin ensenyar les diferències entre les dues onades és complicat. Deixo un vídeo amb algunes de les proves fallides (al laboratori no tot són èxits positius, a vegades també obtenim dades per descartar elements, cosa que no és tan dolent).