冬の寒い朝、畑や花壇などの土の表面にできる霜柱。これを冷凍庫を使って人工的につくってみました。
どうやって作ったかの前に、簡単に霜柱ができる原理をみていきましょう。
1.地表面が０℃以下になると、地表の水が氷になります。
2.すると、地表付近の(液体の)水分が少なくなるので、毛細管現象により、水が土の中(奥深く)から吸い上げられていきます。
3.その水が地表面に出れば、また氷になります。新しくできた氷は、古い氷を持ち上げ、氷の柱(霜柱)が成長します。
4.2に戻ります。
ところが、ことは簡単にいきません。このようにして霜柱ができるには、いくつかの条件がそろわないといけません。
ａ. 毛細管現象が起こりうる土の種類(特に粒径？）
ｂ. 土の中に十分な水分があること。
ｃ. 地表面は水が氷る0℃以下、かつ、土の中は水が凍らない0℃以上。
人工霜柱を作るには、このa～ｃの条件を満たしてやる必要があるのです。
そこを念頭に置きながら、作り方を紹介します。
まず、土選び。赤土や黒土が一般的ですが、おすすめは、実際に霜柱ができたところの土。信用と実績が違います。小石や植物の根などを取り除いておきましょう。(条件ａを満たす）
適当な容器(断熱性の高い発泡スチロールなどがより適切)に、用意した土を半分ほど入れ、土の表面が十分にしめるまでぬるま湯を入れます。さらに容器の３分の２ほどの高さになるまで土をかぶせます。(条件ｂを満たす）
それから、冷凍室に入れても土の中が０℃以下にならないように、容器のまわりを何重にも覆い
（右の画像は気泡緩衝材を使っています）
カップめんの容器を温度調節を弱めにした冷凍室に入れます。(条件ｃを満たす）
すると、うまくいけばこんな霜柱ができます。
うまくできなかったら冷却時間などを調節してもう一度やってみまししょう。
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