پژوهشگران مدتها معتقد بودند که محیطهای یخزده باعث کند شدن واکنشهای شیمیایی میشوند، اما تحقیقات جدید این باور را به چالش کشیده است.
در مطالعهای که ماه گذشته در نشریه PNAS منتشر شد، دانشمندان نشان دادند که یخ میتواند مواد معدنی آهن را بهتر از آب مایع حل کند. این کشف میتواند دلیل تغییر رنگ نارنجی بسیاری از رودخانههای قطب شمال در اثر گرم شدن زمین باشد.
ژان-فرانسوا بویلی، شیمیدان دانشگاه اومئو و یکی از نویسندگان این تحقیق، اعلام کرد که یخ در دمای منفی ۱۰ درجه سانتیگراد آهن بیشتری را از مواد معدنی آزاد میکند نسبت به آب در دمای ۴ درجه سانتیگراد.
او توضیح داد که یخ فقط یک توده منجمد نیست، بلکه هنگام انجماد، حبابهای ریز آب مایع بین کریستالهای یخ شکل میگیرد که مانند راکتورهای شیمیایی عمل میکنند. این حبابها محل تجمع ترکیبات بسیار اسیدی هستند که حتی در دمای منفی ۳۰ درجه سانتیگراد با مواد معدنی آهن واکنش میدهند.
در این پژوهش، تیم تحقیقاتی با استفاده از اسید آلی طبیعی، ماده معدنی گوتیت را بررسی کرد و دریافت که چرخههای مکرر یخزدگی و ذوب شدن باعث حل شدن مؤثرتر آهن میشود. زیرا ترکیبات آلی که پیشتر در یخ محبوس بودند، در این چرخهها آزاد شده و واکنشهای شیمیایی بیشتری ایجاد میکنند. همچنین مشخص شد که آب شیرین و نیمهشور این فرآیند را تقویت میکند، اما آب شور دریا میتواند آن را کاهش دهد.
این یافتهها برای محیطهای اسیدی مانند محلهای زهکشی معادن، گرد و غبار یخزده در جو، خاکهای اسیدی سواحل دریای بالتیک و هر محیط یخزدهای که در آن مواد معدنی آهن و ترکیبات آلی با هم تعامل دارند، کاربرد دارد. پژوهشگران در حال بررسی این هستند که آیا این نتایج در مورد همه انواع یخ حاوی آهن صدق میکند یا نه.
آنجلو پیو سبالی، دانشجوی دکتری شیمی و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت با گرم شدن زمین، چرخههای یخزدگی و ذوب شدن بیشتر میشوند و هر چرخه، آهن را از خاک و یخهای دائمی وارد آب میکند که میتواند کیفیت آب و اکوسیستمهای آبی را در مناطق وسیعی تحت تأثیر قرار دهد.
این تحقیق همچنین نشان میدهد که یخ یک عنصر فعال در طبیعت است، نه فقط یک محیط ذخیرهسازی، و باید در مواجهه با تغییرات اقلیمی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. این یافتهها میتواند توضیح دهد که چرا رودخانههای قطب شمال به رنگ نارنجی در میآیند.
