Wat is een "Frost Quake"? De cryoseismen veroorzaakt door de fysica van bevroren water

De polaire vortex die zich momenteel over het Midwesten naar het oosten van de Verenigde Staten verspreidt, heeft deze week tot gevaarlijk koude omstandigheden geleid, waardoor 11 mensen de dood vonden en nog meer verwondingen door bevriezing. Ter aanvulling van de angstaanjagende omstandigheden in sommige staten, werden de geluiden van wervelende wind en rammelende bomen onderbroken door donderend harde dreunen. Bewoners kunnen er zeker van zijn: die luide geluiden werden veroorzaakt door "bevriezen van ijs", die afschuwelijk worden genoemd, maar die gelukkig een veilig en natuurlijk bijproduct zijn van de vreemde fysica van water.

Op Twitter gaven mensen toe dat ze dachten dat de gieken waren shotgun ontploffing, vallende bomen, of zelfs iemand die "body-sloeg in mijn huis."

Wat is een "Frost Quake"?

Het breekgeluid dat gepaard gaat met een "beving van bevriezen" is het geluid van grond die is gecomprimeerd bij zo'n hoge druk dat deze plotseling breekt, waardoor een luid gebarend geluid ontstaat. Dat is de vorstbeving, of vorstbeving, de wetenschappelijke naam voor een scheur in de grond die voorheen verzadigd was met water of ijs. Al die druk wordt veroorzaakt door water dat ver onder het oppervlak van de grond is gedrongen, dat plotseling bevriest vanwege een enorme explosie van koude temperaturen, zoals een polaire vortex.

Bekijk dit bericht op Instagram

Nee #Chicago je had geen #earthquake.. Het was een #frostquake!

Een bericht gedeeld door Kim Ber (@worthoftheworld)

Zoals iedereen die ooit ijsblokjes heeft gemaakt, getuige is geweest van water breidt uit wanneer het bevriest. Daarom zweeft het: de moleculaire structuur wordt groter zodra de temperatuur onder de 4 graden Celsius daalt, waardoor deze minder dicht wordt en boven vloeibaar water uitkomt. De meeste vloeistoffen contract als de temperatuur daalt, waardoor het water bijzonder ongebruikelijk is - en met name beangstigend is om in de grond te hebben tijdens een koude klik.

Dit is hoe Andrew Leung, een Ph.D. kandidaat aan de Universiteit van Toronto Scarborough (een plaats die zeer bekend is met koude kiekjes), verklaarde vorstbevingen in 2014, niet lang nadat de regio overwinterde door een hevige ijsstorm.

Wanneer water de grond binnenkomt die leidt tot verzadiging en plotseling bevriest, wordt het water ijs en expandeert het in de grond. Langzaam zijn alle ruimtes in de grond opgebruikt waardoor de gronddruk wordt opgebouwd. Uiteindelijk bereikt de druk een kritisch punt en de grond maakt plaats om de druk vrij te maken. Als de druk wordt vrijgegeven, veroorzaakt dit krakende of donderende geluiden. Sneeuw is een effectieve isolator, dus ondiep of geen sneeuwbedekking is ook een noodzakelijke voorwaarde voor dit diepvriezen.

Gelukkig zijn ze volgens Leung slechts "milde hinder" en vormen ze geen groot risico, behalve mensen te storen die proberen te slapen door de kou.

Mensen die de kou doorstaan, willen misschien voorbereid zijn op het tegenovergestelde van de donderende winterbomen: het griezelige gefluister van het bevroren Lake Michigan, een ander slachtoffer van de polaire vortex, die je hieronder kunt horen.