น้ำธรรมชาติไหลขึ้นเขาได้หรือไม่?

แรงโน้มถ่วงของโลกนั้นแข็งแกร่ง แต่น้ำสามารถต้านกับมันและไหลขึ้นเขาได้ตามธรรมชาติหรือไม่?

คำตอบคือใช่ถ้าพารามิเตอร์ถูกต้อง ตัวอย่างเช่นคลื่นบนชายหาดสามารถไหลขึ้นเขาได้แม้ว่าจะเป็นเพียงครู่เดียว น้ำในกาลักน้ำสามารถไหลขึ้นเขาได้เช่นเดียวกับแอ่งน้ำถ้ามันเคลื่อนขึ้นกระดาษเช็ดมือจุ่มลงในนั้น

ยิ่งไปกว่านั้น Antarctica ยังมีแม่น้ำที่ไหลขึ้นเขาภายใต้แผ่นน้ำแข็งอันใดอันหนึ่ง ดังนั้นวิทยาศาสตร์อธิบายการเคลื่อนไหวของน้ำเหล่านี้ได้อย่างไร

คลื่นและกาลักน้ำ

คลื่น (ขับเคลื่อนโดยลม) กระแสน้ำ (ส่วนใหญ่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์) และสึนามิ (เกิดขึ้นบ่อยครั้งจากแผ่นดินไหวและแผ่นดินถล่มใต้น้ำหรือภูเขาไฟ) สามารถทำให้น้ำต่อต้านแรงโน้มถ่วง พลังงานและแรงที่เกิดจากปรากฏการณ์ธรรมชาติเหล่านี้สามารถผลักน้ำขึ้นไปปล่อยให้มันเป็นคลื่นหรือวิ่งขึ้นไปตามชายฝั่ง

กาลักน้ำกระทำภายใต้แรงกดดันที่แตกต่างกัน ผู้คนใช้กาลักน้ำมาตั้งแต่สมัยโบราณ ชาวอียิปต์โบราณใช้กาลักน้ำเพื่อการชลประทานและการผลิตไวน์ตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2014 ในวารสารรายงานทางวิทยาศาสตร์ ทุกวันนี้โจรอาจใช้กาลักน้ำเพื่อขโมยแก๊สจากรถยนต์ อย่างไรก็ตามยังมีการถกเถียงกันถึงวิธีการทำงานของกาลักน้ำ

คุณสามารถเห็นภาพกาลักน้ำได้โดยนึกถึงถ้วยสองใบที่เชื่อมต่อกันด้วยหลอดรูปทรงเหมือนหัวกลับหัว "คว่ำ" ถ้วยที่เติมน้ำนั้นตั้งอยู่บนบันไดและถ้วยเปล่าจะอยู่ด้านล่าง หากผู้ทดลองวางปลายด้านหนึ่งของหลอดลงในถ้วยที่เติมน้ำแล้วดูดอากาศออกจากมันอย่างที่คุณต้องการเมื่อใช้ฟางซึ่งจะช่วยให้น้ำไหลลงสู่หลอด

กาลักน้ำถูกสร้างขึ้นเมื่อน้ำไหลขึ้นด้านหนึ่งของหลอดและอื่น ๆ ลงในถ้วยเปล่า

กาลักน้ำทำงานในเครื่องดูดฝุ่นด้วยเช่นกันดังนั้นจึงไม่ปรากฏว่าความกดดันด้านบรรยากาศกำลังเกิดขึ้นตามการศึกษาของปี 2011 ในวารสารการศึกษาทางเคมี จากการศึกษาในปี 2558 ในรายงานทางวิทยาศาสตร์ของวารสาร

แรงโน้มถ่วงเร่งน้ำผ่านส่วน "ลง" ของหลอดลงในถ้วยด้านล่าง เนื่องจากน้ำมีพันธะที่แน่นหนาโมเลกุลของน้ำเหล่านี้จึงสามารถดึงน้ำที่อยู่ด้านหลังพวกมันผ่านส่วนที่ขึ้นเนินของหลอดได้ตามที่ Wonderopolis เว็บไซต์ที่ตอบคำถามประจำวัน

อย่างไรก็ตามของเหลวจำนวนมากที่ไม่มีพันธะเหนียวแน่นยังคงใช้งานได้ในกาลักน้ำดังนั้นจึงไม่มีความชัดเจนว่าการทำงานของกาลักน้ำแตกต่างกันอย่างไร Wonderopolis กล่าว

การกระทำของเส้นเลือดฝอย

แล้วผ้าเช็ดตัวกระดาษล่ะ? การกระทำนี้เรียกว่าการกระทำของเส้นเลือดฝอยช่วยให้ปริมาณน้ำขนาดเล็กไหลขึ้นเนินกับแรงโน้มถ่วงตราบใดที่น้ำไหลผ่านช่องว่างแคบและขนาดเล็ก

การไหลขึ้นด้านบนนี้เกิดขึ้นเมื่อการยึดเกาะของของเหลวกับผนังของวัสดุเช่นกระดาษเช็ดมือนั้นแรงกว่าแรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุลของเหลวของมันตามการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

ในพืชโมเลกุลของน้ำถูกดึงขึ้นมาเป็นเส้นเลือดฝอยที่เรียกว่า xylem ซึ่งช่วยให้พืชสามารถดูดน้ำจากดินได้ USGS กล่าว

แม่น้ำแอนตาร์กติกา

Robin Bell ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์จากหอดูดาว Lamont-Doherty Earth จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์กกล่าวว่ามีแม่น้ำที่ไหลขึ้นเขาสูงใต้แผ่นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา

ใต้น้ำแข็งของทวีปนี้มีเทือกเขา Gamburtsev ซึ่งเป็นเทือกเขาขนาดใหญ่ที่มียอดเขาและหุบเขาที่มีขนาดใกล้เคียงกับเทือกเขาแอลป์ในยุโรปเธอกล่าว “ ในหุบเขามีน้ำ” เบลล์เล่าเรื่องวิทยาศาสตร์สด "เราสามารถบอกได้ว่าเพราะเมื่อเราบินข้ามมันเสียงสะท้อนจากเรดาร์นั้นแรงกว่ามาก"

นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ว่าแม่น้ำไหลไปทางด้านหลังเพราะน้ำแข็งที่อยู่ด้านบนของมันนั้นสอดคล้องกับทิศทางการไหลของน้ำแข็ง การจัดเรียงนี้และแรงกดดันมหาศาลจากแผ่นน้ำแข็งเหนือมันผลักน้ำขึ้นเขา Bell กล่าว

“ เราตระหนักว่าน้ำแข็งกำลังบังคับให้น้ำขึ้นไปบนเนินเขาบีบน้ำไปข้างหลัง” เบลล์กล่าว

มีบางกรณีที่น้ำไหลขึ้นเขาตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่นแผ่นดินไหวขนาด 8.0 ส่ายไปทางตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐมิสซูรีอย่างแรงจนแม่น้ำมิสซิสซิปปีไหลไปข้างหลังชั่วคราว นอกจากนี้การศึกษาปี 2549 ในวารสาร Physical Review Letters แสดงให้เห็นว่ามีน้ำจำนวนเล็กน้อยวางอยู่บนพื้นผิวที่ร้อน - กระทะที่ลวกเช่น - สามารถ "ปีน" บันไดเล็ก ๆ ที่ทำจากไอน้ำได้ถ้าน้ำร้อนพอ รายงาน