Что такое лёд?
Лёд — вода в твёрдом агрегатном состоянии, минерал. В широком смысле лёд — это твёрдое состояние такого неметаллического вещества, которое при стандартной температуре и давлении находится в жидком или газообразном состоянии. Например, аммиачный лёд или метановый лёд.
Лед имеет химическую формулу Н2О, среди которого Н — 11,2%, О — 88,8%. Природные источники льда представлены в основном одной из нескольких кристаллических модификаций, существующей в интервале температур от 0 до 80°C, имеющей точку плавления 0°С. Структура льда имеет кристаллическую структуру и похожа на структуру алмаза или графита.
Лёд бесцветен, возможно его окрашивание в синий оттенок при больших скоплениях. Блеск подобен таковому у стекла. Прозрачен, не спаян. По шкале твердости равен 1,5, а соответственно хрупкий. Показатель преломления очень низкий, поэтому является оптически положительным. В природе лёд очень распространенное явление. В глубинах земной коры имеется несколько разновидностей льда, такие как речной, озёрный, морской, грунтовый, фирновый и глетчерный.
Известны еще и кристаллические скопления льда, возникающие сублимационным путем, что другими словами означает из парообразного состояния. Тогда лед имеет вид скелетных кристаллоидов в виде снежинок и наростов скелетного и дендритного возвышения, это представители пещерного льда, изморозь, иней и узоры на стекле.
Лед встречается в природе в виде собственно льда (материкового, плавающего, подземного и т.д.), а также в виде снега, инея и т.д. Природный лед обычно значительно чище, чем вода, так как растворимость веществ (кроме NH4F) во льду крайне плохая. Лед может содержать механические примеси — твёрдые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда.
Общие запасы льда на Земле около 30 млн. км3. Имеются данные о наличии льда на планетах Солнечной системы и в кометах. Основные запасы льда на Земле сосредоточены в полярных странах (главным образом в Антарктиде, где толщина слоя льда достигает 4 км).
В связи с широким распространением льда на земной поверхности резкое отличие части свойств льда от свойств других веществ играет важную роль в природных процессах. Вследствие очень высокой отражательной способности льда (0,45) и особенно снега (до 0,95) покрытая ими площадь — в среднем за год около 72 млн. км2 в высоких и средних широтах обоих полушарий — получает солнечного тепла на 65% меньше нормы и является мощным источником охлаждения земной поверхности, чем в значительной мере обусловлена современная широтная климатическая зональность. Летом в полярных областях солнечная радиация больше, чем в экваториальном поясе, тем не менее, температура остаётся низкой, так как значительная часть поглощаемого тепла затрачивается на таяние льда, имеющего очень высокую теплоту таяния.
Лед в атмосфере, в воде, на земной и водной поверхности и в земной коре оказывает большое влияние на условия обитания и жизнедеятельности растений и животных, на разные виды хозяйственной деятельности человека. Он может вызывать ряд стихийных явлений с вредными и разрушительными последствиями (обледенение летательных аппаратов, судов, сооружений, дорожного полотна и почвы, градобития, метели и снежные заносы, речные заторы и зажоры с наводнениями, ледяные обвалы, разрыв корней растений при образовании слоев льда в почве и др.).
Прогнозирование, обнаружение, предотвращение вредных явлений, борьба с ними и использование льда в различных целях (снегозадержание, устройство ледяных переправ, изотермических складов, облицовка хранилищ, льдозакладка шахт и т.п.) представляют предмет ряда разделов гидрометеорологических и инженерно-технических знаний (ледотехника, снеготехника, инженерное мерзлотоведение и др.), деятельности специальных служб (ледовая разведка, ледокольный транспорт, снегоуборочная техника, искусственное сбрасывание лавин и т.д.). Для некоторых видов спорта используются катки с искусственным охлаждением, позволяющие проводить соревнования на льду в тёплое время года и в закрытом помещении. Природный лед используется для хранения и охлаждения пищевых продуктов, биологических и медицинских препаратов, для чего он специально производится и заготавливается.
