Expulsión de salmuera
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La expulsión de salmuera es un proceso que ocurre durante la formación de hielo en el mar. La sal pasa del hielo en formación al agua de mar circundante, generando salmuera más salobre, y en consecuencia, más densa.
Tan pronto como el agua adquiere la temperatura donde empieza a cristalizarse formando hielo, los iones de sal son expulsados del interior de la retícula molecular del hielo, y son forzadas a mezclarse con el agua circundante, o quedan atrapadas entre los cristales de hielo en los llamados "depósitos celulares de salmuera". Cuanto más rápido es este proceso de congelación, más células de salmuera quedan atrapadas en el hielo. Estas células de salmuera sobrante crean una capa porosa –la capa blanda– en la que el líquido concentrado queda rodeado por cristales de hielo sólidos casi puros.[1] Una vez la capa blanda adquiere un grosor crítico, aproximadamente 15 cm, la concentración de iones de sal en el líquido alrededor del hielo empieza a aumentar, cuando el exceso de líquido comienza a salir de las células de salmuera.[2] Este aumento está asociado con el aspecto de marcados penachos convectivos, que fluyen por canales dentro del hielo arrastrando un flujo de sal significativo. La salmuera que fluye de la capa blanda es reemplazado por un flujo débil de agua relativamente fresca, de la región líquida debajo del hielo. El agua nueva, parcialmente congelada dentro de los poros de la capa blanda, aumenta la solidez del hielo.[2]
Durante las etapas de formación del hielo en el mar, la desalinización llega a tal grado que algunos hielos de varios años tienen una salinidad de menos de 1 PSU ("Practical Salinity Unit").[3] Esto ocurre de tres maneras diferentes:
- Difusión de soluto - depende del hecho de que las inclusiones de salmuera atrapadas en el hielo empezarán a emigrar hacia el lado más tibio del bloque de hielo. El bloque de hielo es más tibio en la interfase agua- hielo, empujando por ella la salmuera hacia el agua que rodea el hielo.[4]
- Drenaje por gravedad - implica el movimiento de la salmuera debido a diferencias en densidad entre la salmuera del interior del hielo y la salmuera en el agua de mar exterior al hielo, lo que ocurre debido al desarrollo de un sistema de convección conducida por flotación.[2]
- Expulsión - la migración de la salmuera debido al agrietamiento producido por la expansión térmica del hielo, o por la presión causada por el volumen creciente del hielo nuevamente formado.[4]
