アイスレンズの成長
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/01/21 11:12 UTC 版)
凍上において土が持ち上げられる主な原因は、アイスレンズが成長する事である。凍上の期間中、土を含まない純粋な氷であるアイスレンズが一つあるいは複数個成長し、それが成長する事により、その上に載っている土が持ち上げられる。アイスレンズは、土の中で凍結面よりも深い（つまり地温が氷点よりも高い）所にある地下水源から水が補給され続ける事により成長する。アイスレンズが形成されるには、多孔質の構造を持つ凍上性の土があって毛細管現象が起こり、水がアイスレンズに向かって流れる事が不可欠である。 多孔質の土壌の中に閉じ込められた液体に働くギブス・トムソン効果によってバルク凝固点よりも低い温度の所に形成されつつあるアイスレンズに水が到達する。土中の非常に微細な穴の曲率はとても大きいので、そのような媒体の中ではバルク凝固点より数十度低い温度でも液相が熱力学的に安定でありうる。水を輸送する別の効果として、アイスレンズの表面、および氷と土壌粒子の間に、原子数個分の液体の水の層が保たれる事がある。1860年にFaradayは、前駆融解(Premelting)した水による凍っていない層について報告した。氷は、それ自身の水蒸気に対して前駆融解し、また二酸化ケイ素と接触しても前駆融解する。
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