Lód Ic

Diagram fazowy wody w szerokim zakresie ciśnień

Lód I_c – regularna, metastabilna odmiana lodu. Występuje naturalnie w atmosferze ziemskiej, na dużej wysokości nad powierzchnią Ziemi.

Charakterystyka

Sieć krystaliczna takiego lodu ma strukturę β-krystobalitu. Lód ten powstaje w wyniku ochładzania pary wodnej w niskiej temperaturze (poniżej -80 °C przy normalnym ciśnieniu lub poniżej -38 °C w małych kropelkach), bądź przez obniżenie ciśnienia w wysokociśnieniowej odmianie lodu w 77 K. Gęstość takiego lodu jest niemal równa gęstości „zwykłego” heksagonalnego lodu^[1].

Występowanie

Na Ziemi naturalnie lód I_c występuje w atmosferze, w niskich temperaturach odpowiadających polarnym chmurom stratosferycznym oraz chmurom w tropopauzie w obszarze międzyzwrotnikowym. Eksperymenty laboratoryjne wskazują, że przy zamarzaniu kropelek wody o średnicach rzędu mikrometrów, w temperaturze poniżej 190 K, najczęściej powstaje właśnie ta odmiana lodu. Większa prężność pary wodnej nad powierzchnią kryształków lodu I_c może powodować zmiany w mikrofizyce chmur i zmieniać rozkład wielkości ziaren lodowych^[2].

W lodzie naturalnie występującym w atmosferze mogą występować naprzemiennie warstwy lodu heksagonalnego i regularnego. Tę formę oznacza się I_sd (od ang. stacking disordered). Tworzy ona kryształy trygonalne^[3][4]. Obecność takich kryształów lodu w atmosferze jest wiązana z rzadkim zjawiskiem typu halo, jakim są łuki Parry’ego^[5].

Przypisy

1. Martin Chaplin: Cubic Ice (Ice Ic and Ice XIc). [w:] Water Structure and Science [on-line]. 2016-02-18. [dostęp 2016-06-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-14)].
2. Benjamin J. Murray, Daniel A. Knopf, Allan K. Bertram. The formation of cubic ice under conditions relevant to Earth's atmosphere. „Nature”. 434, s. 202-205, 2005-03-10. DOI: 10.1038/nature03403. 
3. Martin Chaplin: Stacking disordered ice; Ice I_sd. [w:] Water Structure and Science [on-line]. 2015-07-21. [dostęp 2016-06-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-14)].
4. Martin Chaplin: Ice phases. [w:] Water Structure and Science [on-line]. 2016-03-03. [dostęp 2016-06-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-14)].
5. Benjamin J. Murray, Christoph G. Salzmann, i inni. Trigonal ice crystals in Earth’s atmosphere. „Bulletin of the American Meteorological Society”, 2014. DOI: 10.1175/BAMS-D-13-00128.1.