水の凍結膨張

岩をも砕く氷のチカラ(No.203)

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岩をも砕く氷のチカラ 岩をも砕く氷のチカラ

実験監修:東海大学特任教授 滝川洋二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

なんでだろう?

氷に細い溝を掘って水を注ぎ、冷蔵庫でもういちど凍らせます。すると氷の周囲にひびが入り、手で軽くひねるとふたつに割れました。ときには、凍らせている途中に割れてしまうこともあります。かたく凍った氷が、どうして簡単に割れてしまうのでしょう?

そうなんだ!

水が凍ると、その体積は約9%増加します(凍結膨張)。そのため、水を容器に閉じ込めて凍らせると、高まった圧力で、ついには容器が壊れてしまいます。実験で氷の溝に注いだ水は、周囲の氷と庫内の冷気によって冷やされ、上から凍っていきます。すると、ふたをしたような状態で凍結が進むので、次第に圧力が高まり、耐えきれなくなって氷が割れてしまったのです。
自然界でも同じような現象が見られます。岩の割れ目にしみ込んだ水が凍ると、割れ目を押し広げます。凍ったりとけたりを長い年月繰り返すと、巨大な岩もついには、ぼろぼろに砕けます。このような水の凍結膨張が、岩石の風化の一因であると考えられています。

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