Nainen luistelee Baikaljärvellä

Vahvistuuko jää sitä mukaa kuin se kylmenee?

Järvellä voi luistella turvallisesti, kun jää on riittävän paksua. Eikö jään kestävyys riipu muista tekijöistä?

Järvellä voi luistella turvallisesti, kun jää on riittävän paksua. Eikö jään kestävyys riipu muista tekijöistä?

Shutterstock

Murtolujuus on klassinen mitta sille, kuinka kestävää aine on. Nyrkkisäännön mukaan jää vahvistuu, kun sen lämpötila laskee.

Käytännössä murtolujuus testataan vetämällä kappaletta kummastakin päästä, kunnes se hajoaa kappaleiksi.

Yhdysvalloissa Wyomingin yliopistossa vuonna 2012 tehty koe osoitti, että lämpötilaltaan lähellä jähmettymispistettä olevan jään murtolujuus on 0,5 megapascalia ja –150-asteisen jään 1,5 megapascalia.

Megapascalin paine tarkoittaa, että neliömetrin alalle kohdistuu miljoonan newtonin voima.

Lämpötila vaikuttaa sidoksiin

Kylmeneminen vaikuttaa jään lujuuteen, sillä sekä jään kiderakenteeseen kuuluvien vesimolekyylien väliset että jääkiteiden väliset sidokset vahvistuvat.

Murtolujuus ei ole kuitenkaan ainoa aineen kestävyyttä ilmentävä ominaisuus. Sitä voidaan arvioida muun muassa kyvyllä kestää venytyksen lisäksi puristusta ja vääntöä. Jää kestää selvästi paremmin puristusta kuin vetämistä.

Los Alamosin kansallinen laboratorio määritti vuonna 2003 puristuslujuudeksi jopa 25 megapascalia.

Lujuus on monen tekijän summa

Luonnossa jään kestävyys voi riippua enemmän muista tekijöistä kuin lämpötilasta. Siksi jään paksuus korostuu.

Jään kantavuutta voi parantaa se, että se on halkeillut ja repeämät ovat jäätyneet umpeen, sillä silloin jännitykset ovat purkautuneet. Myös ilmakuplat ja epäpuhtaudet, kuten savihiukkaset, vaikuttavat lujuuteen.

Merijäätä voivat heikentää mikroskooppiset suolavesitaskut. Siksi merijää ei ole aina yhtä lujaa kuin samanpaksuinen ja -lämpöinen järvenjää.