அடடே அறிவியல்: கடலில் மிதக்கும் பனிமலைகள்

குழந்தைகளே...

'டைட்டானிக்' படம் பார்த்திருக்கிறீர்களா? அந்தப் படத்தில் டைட்டானிக் கப்பல் பனிமலை மீது மோதி விபத்தில் சிக்குமில்லையா? கடலில் பனிமலையில் மோதி கப்பல் விபத்து எப்படி ஏற்படுகிறது? ஒரு சிறிய சோதனை செய்தால், அதற்கான காரணம் தெரிந்துவிடும். செய்து பார்ப்போமா?

தேவையான பொருட்கள்:

கண்ணாடி டம்ளர்கள், பனிக்கட்டிகள், தண்ணீர், உப்பு, மண்ணெண்ணெய்.

சோதனை:

1. உங்கள் வீட்டில் குளிர்சாதனப்பெட்டி (ஃப்ரிட்ஜ்) இருக்கிறதா? அதில் ஐஸ்கட்டிகள் தயாரிக்கப் பயன்படும் தட்டில் குழிகள் இருக்குமில்லையா? அதில் தண்ணீர் ஊற்றி நான்கு மணிநேரம் வையுங்கள், குட்டி குட்டி ஐஸ் கட்டிகள் தயாராகிவிடும்.

2. ஒரு கண்ணாடி டம்ளரில் முக்கால் பாகத்துக்கு மண்ணெண்ணெயை ஊற்றுங்கள். அதில் ஒன்று அல்லது இரண்டு ஐஸ்கட்டிகளைப் போடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள்? அது மண்ணெண்ணையில் மூழ்கிவிடுவதை நீங்கள் பார்க்கலாம்.

3. இப்போது இன்னொரு டம்ளரில் முக்கால் பாகம் நீரை ஊற்றுங்கள். அதில் ஐஸ்கட்டியைப் போடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள்?

4. இப்போது அதே டம்ளரில் இரண்டு அல்லது மூன்று கரண்டி உப்பு போட்டுக் கலக்கிவிடுங்கள்.

5. உப்புக் கரைசல் உள்ள கண்ணாடி டம்ளரில் ஒன்றிரண்டு ஐஸ்கட்டிகளைப் போடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள். ஐஸ்கட்டி உப்புக் கரைசலில் மிதப்பதைப் பார்க்கலாம் உப்பு நீரில் ஐஸ்கட்டி மிதப்பதற்குக் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

சாதாரணமாக அறை வெப்பநிலையில் தண்ணீர் திரவமாக இருக்குமில்லையா? அந்தத் தண்ணீரைக் குளிர்சாதனப் பெட்டியில் வைக்கும்போது வெப்பநிலை குறைகிறது. 0 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் எதிர் மின்னூட்டம் கொண்ட ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் நேர் மின்னூட்டம் கொண்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்களும் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும். அவை ஒரு ஒழுங்கான அறுகோண வடிவத்தைப் பெறுகின்றன.

அதோடு நீர்ப்படிகங்களாகி பனிக்கட்டி திட நிலையில் உருவாகிறது. தண்ணீர் திரவ நிலையில் இருந்து திட நிலைக்கு மாறும்போது அதன் பருமன் அதிகரிக்கிறது. ஒரு கிலோ நிறை கொண்ட நீரின் பருமனைவிட ஒரு கிலோ பனிக்கட்டியின் பருமன் (கொள்ளளவு) அதிகமாக இருக்கும். இதனால் பனிக்கட்டியில் அடர்த்தி அதிகமாகிறது. ஒரு பொருளின் அடர்த்தி, திரவத்தின் அடர்த்தியைவிட அதிகமாக இருந்தால் அப்பொருள் திரவத்தில் மூழ்கும் எனப் புத்தகத்தில் படித்திருப்பீர்கள் அல்லவா? ஒரு பொருளின் அடர்த்தி திரவத்தின் அடர்த்தியை விட குறைவாக இருந்தால் அப்பொருள் திரவத்தில் மிதக்கும். இதுவே ஆர்க்கிமிடிஸின் தத்துவம் ஆகும்.

பனிக்கட்டியின்அடர்த்தி 920 கிலோ கிராம்/மீ. உப்புக் கரைசலின் அடர்த்தி 1030 கி.கி./மீ. இந்த அடர்த்திகளின் விகிதம் 920/1030=0.89. இந்த மதிப்பு பனிக்கட்டி உப்பு நீரில் மிதக்கும்போது தண்ணீருக்குள் மூழ்கி இருக்கும் அளவைக் குறிக்கும். முதல் டம்ளரில் மண்ணெண்ணெயில் பனிக்கட்டி துண்டு போட்டபோது பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி மண்ணெண்ணெயின் அடர்த்தியை விட அதிகமாக இருப்பதால் பனிக்கட்டி மூழ்கிவிட்டது. இண்டாவது டம்ளரில் உப்புக் கரைசலில் பனிக்கட்டியைப் போட்ட போது பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி உப்புக் கரைசலின் அடர்த்தியைவிடக் குறைவாக இருப்பதால் பனிகட்டி, கரைசலில் மிதக்கிறது.

பயன்பாடு

ஆர்ட்டிக், அண்டார்டிக் கடல் பகுதிகளில் மிகக்குறைந்த வெப்ப நிலையே நிலவும். எனவே தண்ணீர் பனிப்பாறைகளாக மாறி கடலில் மிதக்கும். துருவப் பகுதிகளில் பனி விழுந்துகொண்டே இருப்பதால் பனிக்கட்டியின் அளவு அதிகரித்துக் கொண்டே போகும். அப்படி உருவான பனிக்கட்டியின் அளவு 30 கி.மீ. நீளமும் 60 மீட்டர் தடிமனும் கொண்டதாக இருக்கும். பார்ப்பதற்குப் பனிமலை போல தோன்றும்.

இப்போது கண்ணாடி டம்ளரைக் கடலாகவும், உப்புக்கரைசலைக் கடல் நீராகவும், பனிக்கட்டியைப் பனிமலையாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். சோதனையில் பனிக்கட்டி உப்புக்கரைசலில் மிதக்கும் போது 90 சதவீதம் தண்ணீருக்குள் மூழ்கியிருந்தது. 10 சதவீதம் தண்ணீருக்கு வெளியே தெரிந்தது அல்லவா? அதைப் போலவே பனிமலைகள் கடலில் மிதக்கும் போது கடல் பரப்புக்கு மேலே 10 சதவீதம் மட்டுமே கண்ணுக்குத் தெரியும். எடுத்துக்காட்டாக 100 மீட்டர் உயரமுள்ள பனிப்பாறையை நாம் பார்த்தால் 900 மீட்டர் கடலுக்குள்ளே மறைந்திருக்கும் அந்த பனிப்பாறையின் மொத்த உயரம் 1,000 மீட்டர் இருக்கும். மிதக்கும் பனிமலைகள் கப்பல்களுக்குப் பெரிய ஆபத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

கப்பலின் பலத்தைவிடப் பனிமலையின் அளவும் சக்தியும் மிக அதிகமாக இருக்கும். எனவே கப்பல் பனிமலையின் மீது மோதியுடன் கப்பலின் அடிப்பாகம் உடைந்து விடுகிறது. இதைத் தவிர்க்க வட அட்லாண்டிக் பகுதிகளில் பயணம் செய்யும் நாடுகள் சார்பாகப் பன்னாட்டு பனிமலை கட்டுப்பாட்டுக் குழு அமைக்கப்பட்டது. அக்குழு பனிமலைகளின் இருப்பிடம், அவை நகரும் திசை, அவற்றின் அளவுகள் ஆகிய தகவல்களை சேகரித்து கப்பல் உரிமையாளர்களுக்கு எச்சரிக்கை செய்யும். அக்குழுவின் வேலை இதுவே.

1912-ம் ஆண்டில் டைட்டானிக் என்ற மிகப் பெரிய பயணிகள் கப்பல் கடலில் பயணத்தைத் தொடர்ந்தது. அது பனிப்பாறையில் மோதியதால் கப்பலில் ஓட்டை விழுந்து, கடலுக்குள் மூழ்கியது. அதில் பயணம் செய்தவர்களில் 1,500 பேர் இறந்துபோனார்கள். உண்மையில் நிகழ்ந்த இந்த விபத்தை மையமாக வைத்து திரைக்கதை அமைத்து டைட்டானிக் படம் தயாரிக்கப்பட்டது. பனிமலையில் கப்பல்கள் மோதி ஏன் விபத்துக்குளாகின்றன என்று இப்போது புரிகிறதா?!

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com