Det er sjældent i disse dage at opdage et fænomen, der er helt nyt for videnskaben, et fænomen, der udvider verdens katalog af objekter på mærkelige og forunderlige måder. Men ligesom det er sket i de seneste år med ukontakterede stammer, usynlige huler og havdyr, blev antarktiske brinikler for nylig introduceret for lænestols-eventyrere, i høj grad takket være et bemærkelsesværdigt filmklip fra BBC.
De er bizarre, overjordiske strukturer, spinkle tentakler, der rækker ned fra den flydende havis ned i det iskolde antarktiske farvand.
Typisk set passer en ny observation ind i en tidligere etableret teori, som derefter kan anvendes og justeres for at karakterisere opdagelsen nøjagtigt. Men da brinikler er relativt nye for den videnskabelige verden, er der ingen teoretisk ramme at starte med. Så hvilken model kan bedst anvendes på brinikler? Hvad er den mest nyttige måde at analogisere disse usædvanlige isstrukturer på?
En ny undersøgelse under ledelse af Julyan Cartwright, en videnskabsmand ved University of Granada, forsøger at plante en flagstang og hævde, at brinikler er en manifestation af princippet om “kemiske haver”.
Kemiske haver er en fast bestanddel af gymnasiets kemikurser – et hurtigt, visuelt imponerende eksperiment, der i det mindste har en chance for at fastholde en teenagers opmærksomhed. Når et metalsalt (brug kobbersulfat til blå haver, nikkelsulfat til grønne haver) introduceres til en vandig opløsning af natriumsilikat, opløses metallerne i første omgang, men konfigureres hurtigt til faste silikatmineralskaller. Indeni er opløsningen saltholdig, udenfor er den mere ren, og den osmotiske ubalance får vandet til at strømme indad gennem små huller i mineralets struktur. Strømmen øger det indre volumen, hvilket i sidste ende punkterer skallen og giver den saltrige opløsning mulighed for at strømme længere ud i vandet. På den kemiske front gentages cyklussen “dannelse af skal-osmotisk rebalance-krystalbrud”, hvilket fører til en fremadskridende, dendritisk fast struktur.
Brinicler kan forstås på en konceptuelt set lignende måde. Efterhånden som vinteren sænker sig over det sydlige ocean, begynder der at dannes is. Men is er en fast matrix af vandmolekyler, og de salte, der er indeholdt i havvand, er ikke tilladt; de er snarere koncentreret i tynde film, der danner saltede, tyktflydende puljer. Uforsigtige vandmolekyler kan klemme sig gennem isskallen fra det underliggende havvand ind i saltvandet, tilskyndet af den osmotiske differentiel. Når den ekspanderende saltvandsbassin trænger igennem isen, falder det nedad i havvandet; efter at være blevet underafkølet på grund af sit høje saltindhold (takket være det samme princip som det, der styrer vores anvendelse af salt på isbelagte veje), fryser den saltholdige væske lynhurtigt det havvand, den kommer i kontakt med. Et rør af is vokser nedad, drevet af saltforskellen og de efterfølgende frysepunktsforskelle.
Dr. Andrew Thurber er en af de få videnskabsmænd, der har set brinikelvækst på første hånd. Som postdoc med støtte fra National Science Foundation’s Office of Polar Programs undersøger han virkningen af dyreprædation på mikrobielle samfund og næringsstofkredsløb i havene omkring Antarktis. Mens Thurber dykkede under havisen på jagt efter prøver, beskrev han en fantastisk scene, der var præget af nedadgående, krybende brinikler. “De ligner omvendte kaktusser, der er blæst af glas,” siger han, “som noget fra Dr. Suess’ fantasi. De er utroligt sarte og kan gå i stykker ved den mindste berøring.”
Men for havdyr i nærheden skjuler de skrøbelige isskeder et dødbringende våben: Den iskolde saltlage kan dræbe dyr, der er fanget på det forkerte sted på det forkerte tidspunkt. “I områder, hvor der tidligere var saltvand eller under meget aktive områder, dannes der små saltvandsbassiner, som vi kalder dødens sorte bassiner”, rapporterer Thurber. “De kan være helt klare, men har skeletterne af mange havdyr, der tilfældigt har vandret ind i dem.”
Den videnskabelige undersøgelse af brinicles er på et tidligt stadie, men disse mystiske isfingre er en bemærkelsesværdig tilføjelse til naturens repertoire.