马克斯·普朗克学会 通过他们的测量，科学家们现在可以更好地理解发生在冰和粘土物质之间的边界层的永久冻土中的过程
信用:Pixabay/arcion 对于冰来说，早在19世纪，迈克尔·法拉第就提出了所谓的“表面融化”的假设
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由于冰和空气之间的界面，在自由表面上形成一层薄液膜
马克斯·普朗克高分子研究所(汉斯-于尔根·巴特系)小组组长、维也纳大学教授马库斯·梅茨格领导的科学家们现在已经在冰和粘土矿物的界面上对这一现象进行了更详细的研究
在自然界中，这种效应在永久冻土中特别有趣
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永久冻结的土壤
北半球大约四分之一的土地被永久冻土覆盖
这些是由冰和其他材料的混合物组成的
微观上，随着地质时间的推移，粘土矿物风化形成了薄片
与海绵类似，大量的水可以进入薄血小板之间的狭缝孔，储存在那里，然后冻结
因此，冰和粘土矿物之间有很多接触区域
每克粘土矿物，大约有10平方米的表面积！这导致界面诱导熔融层中的液态水比例相对较高，已经低于0℃
研究人员现在已经研究了水分子在冰和粘土矿物之间的薄融化层中移动的速度
这个被称为自扩散的数值与水的粘度直接相关
对于三种不同的矿物，已经表明在界面诱导熔融层中水的粘度有时明显高于普通水的粘度
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分子的运动能力受到限制，因为分子层更粘
这些结果可能有助于更好地理解未来的各种现象，如永久冻土的机械稳定性、植物养分和污染物的运输以及地球化学反应，如冰/矿物界面的离子交换过程
为了进行测量，美因茨的科学家们与慕尼黑大学和法国格勒诺布尔朗之万研究所的研究反应堆合作
那里的反应堆产生的中子以一定的速度撞击样品
类似于球从以较高速度向其运动的车辆上反弹回来，对从样品中散射的中子的速度测量可以得出关于界面诱导预熔层中水分子运动的结论
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