霜柱はなぜ”柱”になるの

質問

今日も通勤途中にいっぱい霜柱を見かけました。
　が、何で土が凍る時に霜柱って出来るんでしょう。冷凍した肉みたいにカチカチにならないのはなぜなんでしょう。
　冷凍庫で土を凍らせても霜柱って出来るのでしょうか（なんか衛生的でないような気がして実際にやる気になれない・・・、おまけに冷凍食品がいっぱいでやろうと思っても出来ない・・・）。
　まったく困ってはいませんが、ちょっと気になります。本当に暇な時で良いのでどなたか教えてください（でもこれって物理の質問なのかしら？）。よろしくお願いします。

回答No.5

Durandal · ベストアンサー

圧力があると言っても吹き出す力ではなく維持する力が働くのです。

お礼

お礼が遅くなってすみません。長々とお付き合い頂きありがとうございました。

回答No.4

Durandal

押し上げる力は膨張による物です。
水分が凍結すると体積が一割ほど増えます。
で続いて水分が供給されるのが毛細管現象によるもの。

お礼

そうか、水は凍ると膨張するんでしたよね。ありがとうございます。
　ちょっと勉強してみましたが、今一つわからないことがあります。もうちょっとお付き合い頂けるとありがたいです。
　毛細管（土と土の間隙）の上に霜柱が出来ると、毛細管の頂部には大気圧+霜柱分の圧力が加わりますよね。それでも水が供給されて霜柱が成長するには、”毛細管現象による間隙水圧”が”大気圧”より”霜柱による圧力”分高い事になると思うんですが、そんなに水圧が高いのなら寒くない日には土は水浸しになるはずですよね。にわか勉強の知識なのでかなりトンチンカンなこと書いてるんでしょうけど、見捨てずによろしくお願いします。

回答No.3

tez3

霜柱ができるには
『水分を含んだ（柔らかい）地表（もしくは少し下）に０℃の境界があり、地下は０℃より高く、 地上は０℃より低くなっているいる』条件が必要です。
冷凍庫だと全体が冷えますので大きな泥の氷が出来て終わってしまいます。

参考URL：

http://www.wnn.or.jp/wnn-n/tushin/shitsumon/tenmon/7738.html

お礼

皆さんありがとうございます。ポイントは毛細管現象と土と空気の温度差なんですね。ただ良くわからない事があります。tes3さんの教えてくれたURLによると「水分は地面から供給される」とありますが、なぜわざわざ供給してくるんでしょう。
最初に地表の水分が凍りますよね、でもその下は「地下は０℃より高い」ことが条件ならもう凍らない気がするんですが・・・。「水分を供給する」ということは、下の水が押し上げているのか、上の氷が引き上げているのか、どっちなんでしょう（後者はなさそうだな・・・）。その時わざわざ氷を押し上げる力は何なんでしょう。自分でも調べてみますが、詳しい方お願いします。

回答No.2

masazo27

gooで「霜柱」と検索をかけると、いくつか出てきますよ。
そのうちの一つを下に書いておきます。
このページによると、冷凍庫での霜柱再現は難しそうですね。

参考URL：

http://www.wnn.or.jp/wnn-s/ask/room/tutor/rika/sizen/sizen_q7.html

回答No.1

Durandal

物理学で正しいです。
毛細管現象ってもので、地面と大気の温度差があるからあのような成長をするのです。
冷凍庫でやっらたそれこそガチガチに凍るだけでしょうね。