Led otapa željezo brže od tekuće vode

Studija švedskih znanstvenika sa Sveučilišta Umeå, nedavno objavljena u znanstvenom časopisu PNAS, pokazuje da led na minus deset stupnjeva Celzija oslobađa više željeza iz uobičajenih minerala nego tekuća voda na četiri stupnja Celzija.

To dovodi u pitanje dugogodišnje uvjerenje da smrznuta okruženja usporavaju kemijske reakcije.

„Možda zvuči nelogično, ali led nije pasivni smrznuti blok“, kaže Jean-François Boily, profesor na Sveučilištu Umeå i koautor studije. „Smrzavanjem se stvaraju mikroskopski džepovi tekuće vode između kristala leda. Oni djeluju poput kemijskih reaktora, gdje spojevi postaju koncentrirani i izuzetno kiseli. To znači da mogu reagirati s mineralima željeza čak i na temperaturama niskim i do minus 30 stupnjeva Celzija.“

Kako bi razumjeli proces, istraživači su proučavali getit, široko rasprostranjeni mineral željeznog oksida, zajedno s prirodno prisutnom organskom kiselinom, koristeći naprednu mikroskopiju i eksperimente.

Otkrili su da ponovljeni ciklusi smrzavanja i odmrzavanja uzrokuju učinkovitije otapanje željeza. Kako se led smrzava i odmrzava, oslobađaju se organski spojevi koji su prethodno bili zarobljeni u ledu, potičući daljnje kemijske reakcije. Slanost također igra ključnu ulogu jer slatka i bočata voda povećavaju otapanje, dok ga morska voda može spriječiti.

Nalazi se uglavnom odnose na kisele okoline, poput mjesta odvodnjavanja rudnika, smrznute prašine u atmosferi, kiselih sulfatnih tla duž obale Baltičkog mora ili u bilo kojem kiselom smrznutom okruženju gdje minerali željeza međusobno djeluju s organskim tvarima.

Sljedeći korak je otkriti vrijedi li isto za sav led koji sadrži željezo, a to će uskoro otkriti tekuća istraživanja u laboratoriju Boily.

„Kako se klima zagrijava, ciklusi smrzavanja i odmrzavanja postaju sve češći“, kaže Angelo Pio Sebaaly, doktorand i prvi autor studije. „Svaki ciklus oslobađa željezo iz tla i permafrosta u vodu. To može utjecati na kvalitetu vode i vodene ekosustave na velikim područjima.“

Nalazi pokazuju da led nije pasivni medij za pohranu, već aktivni igrač. Kako se smrzavanje i odmrzavanje povećavaju u polarnim i planinskim regijama, utjecaj na ekosustave i prirodno kruženje elemenata mogao bi biti značajan.