اگر ٹھنڈا پانی نیچے بیٹھتا ہے تو Rice Lake نیچے سے اوپر کی طرف کیوں نہیں جمتی؟ یہ تقریباً ہو سکتا تھا۔ USGS اسے یوں کہتی ہے: اگر پانی اپنے نقطۂ انجماد پر سب سے زیادہ کثیف (dense) ہوتا تو "جھیلوں کی سطح کا بہت ٹھنڈا پانی نیچے بیٹھ جاتا"، اور جھیل نیچے سے اوپر کی طرف جم سکتی تھی۔
اگر ٹھنڈا پانی نیچے بیٹھتا ہے تو Rice Lake نیچے سے اوپر کی طرف کیوں نہیں جمتی؟
یہ تقریباً ہو سکتا تھا۔ USGS اسے یوں کہتی ہے: اگر پانی اپنے نقطۂ انجماد پر سب سے زیادہ کثیف (dense) ہوتا تو "جھیلوں کی سطح کا بہت ٹھنڈا پانی نیچے بیٹھ جاتا"، اور جھیل نیچے سے اوپر کی طرف جم سکتی تھی۔ (USGS Water Science School)
پانی ایسا نہیں کرتا، ایک عجیب عادت کی وجہ سے۔ میٹھا پانی تقریباً 4°C (39°F) پر سب سے زیادہ کثیف ہوتا ہے، 0°C (32°F) پر نہیں۔ اسے 4°C سے نیچے ٹھنڈا کریں تو یہ دوبارہ ہلکا ہو جاتا ہے۔ اسے جما دیں تو اور بھی ہلکا، اسی لیے برف اوپر رہتی ہے اور مچھلیوں کے سر پر پوری سردیوں چھت رہتی ہے۔ (University of Wisconsin Sea Grant، صفحات 6-7)
4°C کی عجیب خوبی
کثافت بس یہ ہے کہ ایک دی گئی جگہ میں کتنی کمیت سماتی ہے۔ دو ایک جیسے جگ میں مختلف درجہ حرارت کا پانی بھریں تو زیادہ کثیف والا ذرا سا بھاری ہوگا۔
USGS کی کثافت کی جدول 4°C (39.2°F) پر اپنی چوٹی پر ہوتی ہے۔ اس درجہ حرارت کا پانی 0°C کے پانی سے زیادہ کثیف ہے، اس لیے جب خزاں میں جھیل ٹھنڈی ہوتی ہے تو 4°C کا پانی تہہ میں بیٹھ جاتا ہے اور ٹھنڈا، ہلکا پانی اوپر رہتا ہے۔ وہی سطحی تہہ اتنی ٹھنڈی ہوتی ہے کہ جم جائے، جبکہ نیچے کا پانی مائع رہتا ہے۔ (USGS)
پرانا فقرہ "ٹھنڈا پانی نیچے بیٹھتا ہے" اسی ٹکڑے کو چھوڑ دیتا ہے۔ یہ اس وقت تک سچ ہے جب تک پانی نقطۂ انجماد کے قریب نہ پہنچے، پھر بات پلٹ جاتی ہے۔
برف کیوں تیرتی ہے
جمنا اس پلٹاؤ کو اور بڑا کر دیتا ہے۔ جب پانی برف بنتا ہے تو، USGS کے مطابق، مالیکیول ایک باقاعدہ جالی (lattice) میں قطار بند ہو جاتے ہیں، مائع میں ڈھیلے ڈھالے اِدھر اُدھر لڑھکنے کے بجائے۔ جالی انہیں زیادہ دور تھامتی ہے، اس لیے برف اتنی ہی کمیت کے لیے زیادہ جگہ لیتی ہے۔ اس کی کثافت تقریباً 9 فیصد گر جاتی ہے۔ (USGS)
اسی لیے برف کے ٹکڑے، یا آئس برگ، کا تقریباً 10 فیصد پانی کی سطح سے اوپر رہتا ہے۔ آپ کے مشروب میں برف کا ٹکڑا اور ہمارے ڈاک سے آگے برف کی چادر ایک ہی کام کر رہے ہیں۔ جھیل بس اس پر گہرائی، ہوا، برف باری اور کئی مہینوں کا موسم رکھ دیتی ہے۔
برف اصل میں کیسے بنتی ہے
کثافت طے کرتی ہے کہ برف کہاں جاتی ہے۔ حرارت کا ضائع ہونا اسے بناتا ہے۔
Minnesota کا Department of Natural Resources اس کی ایک اچھی سادہ زبان کی وضاحت دیتا ہے۔ خزاں کے آخر میں جھیل ہوا کو حرارت دیتی ہے، اور پھر کسی دن یا رات جب ہوا نہ چلے، برف بنتی ہے۔ جب تک جھیل حرارت کھوتی رہتی ہے یہ موٹی ہوتی رہتی ہے۔ (How lake ice melts، Minnesota DNR)
برف باری معاملہ بدل دیتی ہے۔ DNR کے مطابق جنوری اور فروری کے زیادہ تر حصے میں برف پر پڑی برف باری دھوپ کو منعکس بھی کرتی ہے اور جھیل کو انسولیٹ بھی، اور موٹی تہہ کے ساتھ جھیل نہ زیادہ حرارت حاصل کرتی ہے نہ کھوتی ہے۔ اس دوران نچلی کیچڑ دراصل پانی کو ہلکا سا گرم کر رہی ہوتی ہے، اس حرارت سے جو اس نے گرمیوں میں ذخیرہ کی تھی۔ (Minnesota DNR)
اس لیے ایک ٹھنڈی رات جمنا (freeze-up) نہیں ہے۔ اگر آپ جھیل کے جمنے کو دیکھنا چاہتے ہیں تو آپ اسے ہفتوں تک دیکھیں گے، کاٹیج پر ایک بار تھرمامیٹر نہیں۔
اور پھر یہ نیچے سے پگھلتی ہے
یہ وہ حصہ ہے جو زیادہ تر لوگوں نے کبھی نہیں سنا۔ مارچ کے آس پاس، جب ہوا گرم ہوتی ہے اور سورج تیز، اوپر کی برف باری پگھل جاتی ہے اور روشنی برف سے گزرنے لگتی ہے۔ DNR بتاتا ہے کہ برف گرین ہاؤس کے شیشے کی طرح کام کرتی ہے: نیچے کا پانی گرم ہوتا ہے، اور برف نیچے سے پگھلنے لگتی ہے۔ (Minnesota DNR)
جب یہ تقریباً 10 سے 30 سینٹی میٹر (4 سے 12 انچ) رہ جاتی ہے تو برف لمبے عمودی کرسٹلز میں بدل جاتی ہے جنہیں "candles" کہتے ہیں۔ Candled ice روشنی کو سیدھا گزرنے دیتی ہے، اس لیے سیاہ دکھائی دیتی ہے۔ پگھلا پانی کرسٹلز کے درمیان بھر جاتا ہے، وہ الگ ہونے لگتے ہیں، پھر ہوا چلتی ہے اور پوری چادر توڑ دیتی ہے۔ DNR کہتا ہے کہ candles اکثر جھیل کے ایک طرف اڑ کر کنارے پر ڈھیر ہو جاتی ہیں، آپس میں ٹکرا کر چھنکتی ہوئی۔ (Minnesota DNR)
اگر آپ نے ice-out پر وہ آواز سنی ہے تو اب آپ جانتے ہیں کہ وہ کیا ہے۔
HBW میں ہم کیا دیکھتے ہیں
Gores Landing کے کنارے سے ہر سردی میں آپ اس کہانی کا اوپر کا حصہ دیکھتے ہیں: جھیل پر پرت جمتی ہے، برف موٹی ہوتی ہے، برف باری آتی ہے، اور بہار میں سب پھر نکل جاتا ہے۔ جو آپ نہیں دیکھتے وہ یہ ہے کہ وہ برف کتنے زور سے دھکیل سکتی ہے۔
Rice Lake کی برف کی ایک تاریخ ہے۔ 1850 کی دہائی میں ایک ریلوے پل Tic Island کے راستے Harwood سے جھیل کے آر پار جاتا تھا، اور 1 January 1855 کو، کھلنے کے صرف چند دن بعد، برف نے اس کے اسپینز کو اتنے زور سے دھکیلا کہ ایک کو چار فٹ پشتے پر پھسلا دیا اور لوہے کی پٹریاں دوہری مڑ گئیں۔ برف نے پل کو غیر محفوظ بنایا اور 1860-61 میں اسے ختم کر دیا۔ (Cobourg and District Historical Society؛ Ontario Heritage Trust) مکمل کہانی Rice Lake کے آر پار چلنے والی ٹرین میں ہے۔
پل چلا گیا، لیکن پرانی ریلوے کا بیڈ اور ٹریسل کی باقیات اب بھی Tic Island کے قریب نیچے موجود ہیں، برف نکلنے کے بعد کئی جگہ سطح سے بس چند انچ نیچے۔ کوئی مقررہ گہرائی نہیں جس پر آپ بھروسا کر سکیں۔ تو جب ice-out آتا ہے اور کشتیاں پانی میں واپس جاتی ہیں، یہی وہ حصہ ہے جہاں ہم لوگوں سے کہتے ہیں کہ رفتار کم کریں اور ساؤنڈر دیکھیں۔ ہماری Rice Lake boating گائیڈ میں جھیل کو محفوظ طریقے سے چلانے کے بارے میں مزید ہے۔
برف کی تہہ سبز اشارہ نہیں ہے
یہ جان لینا کہ برف کیسے بنتی ہے، یہ نہیں بتاتا کہ اس کا کوئی ٹکڑا آپ کو سہارے گا یا نہیں۔ Minnesota DNR کا سوال "برف کب محفوظ ہوتی ہے؟" کا جواب ہے: "اس کا کوئی یقینی جواب نہیں۔" (Ice safety، Minnesota DNR)
اس صفحے کی چند باتیں جو Rice Lake کی برف پر آنے والے ہر شخص کو معلوم ہونی چاہییں:
- آپ برف کی مضبوطی اس کی شکل، عمر، موٹائی، درجہ حرارت، یا اس پر برف باری ہونے یا نہ ہونے سے نہیں جانچ سکتے۔
- برف شاذ و نادر ہی یکساں جمتی ہے۔ یہ ایک جگہ 30 سینٹی میٹر (ایک فٹ) موٹی ہو سکتی ہے اور چند فٹ دور صرف 2 سے 5 سینٹی میٹر (ایک دو انچ)۔
- بہتے پانی کے اوپر کی برف اکثر خطرناک ہوتی ہے۔ سوچیں کہ Otonabee جھیل میں کہاں آتی ہے۔
- کنارے کے قریب کی برف دور کی برف سے کمزور ہو سکتی ہے۔
- نئی برف عموماً پرانی برف سے مضبوط ہوتی ہے۔ تقریباً 10 سینٹی میٹر (4 انچ) صاف نئی برف ایک پیدل شخص کو سہار سکتی ہے، جبکہ 30 سینٹی میٹر (ایک فٹ) یا زیادہ پرانی، جزوی طور پر پگھلی برف نہیں سہار سکتی۔
(Minnesota DNR)
DNR یہ بھی کہتا ہے کہ 100 فیصد محفوظ برف نام کی کوئی چیز نہیں ہوتی۔ اس خاص سائنسی سبق سے لطف اندوز ہونے کی بہترین جگہ کنارہ ہے۔
ذرائع
فون: 905-342-2153
پتہ: 5369 Harris Boat Works Rd, Gores Landing, ON
سائٹس: harrisboatworks.ca | mercuryrepower.ca
