Kvinna åker skridsko på Bajkalsjön

Blir is starkare ju kallare det är?

Sjöar öppnas för skridskoåkning när isen har en viss tjocklek. Men påverkas inte styrkan också av isens temperatur?

Sjöar öppnas för skridskoåkning när isen har en viss tjocklek. Men påverkas inte styrkan också av isens temperatur?

Shutterstock

Bärighet är den term som brukar användas när man anger hur starkt ett material är. Som tumregel ökar isens bärighet ju kallare det är.

I praktiken testas bärighet genom att man drar i vardera änden av ett material tills det brister. På så vis får man fram det som kallas sträckgränsen.

Ett försök som utfördes vid University of Wyoming i USA år 2012 visade att is med en temperatur strax under fryspunkten har en sträckgräns på 0,5 megapascal (MPa). Vid en temperatur på minus 150 grader Celsius ökar sträckgränsen till 1,5 MPa.

Ett ämne med sträckgränsen 1 MPa klarar att stå emot en kraft av en miljon newton per kvadratmeter.

Temperaturen påverkar bindningarna

Bärigheten ökar i takt med att temperaturen sjunker, eftersom både bindningarna mellan vattenmolekylerna i isens kristallgitter och bindningarna mellan de enskilda iskristallerna stärks.

Sträckgränsen är dock inte det enda sättet att ange hur starkt ett material är. Styrkan bedöms också som förmågan att stå emot exempelvis tryck, drag och vridningar. För is är tryckstyrkan avsevärt högre än vridstyrkan.

Försök som utförts vid Los Alamos National Laboratory i USA år 2003 anger en tryckstyrka på upp till 25 MPa.

Flera faktorer påverkar styrkan

I naturen finns det en hel del faktorer som är viktigare för isens styrka än temperaturen, bland annat isens tjocklek.

Sedan är isen i många fall starkare om den har spruckit och fryst till igen, eftersom sprickorna absorberar stressen i isen innan du går ut på den. Även luftbubblor och orenheter som lerpartiklar påverkar isens styrka.

Det samma gäller för mikroskopiska fickor av koncentrerat saltvatten i havsis, som gör den svagare än sötvattenis av samma tjocklek och temperatur.