Brinicle
Die Bildung von Eis aus Salzwasser führt zu deutlichen Veränderungen in der Zusammensetzung des benachbarten ungefrorenen Wassers. Wenn Wasser gefriert, werden die meisten Verunreinigungen aus den Wasserkristallen herausgelöst; selbst Eis aus Meerwasser ist im Vergleich zu dem Meerwasser, aus dem es gebildet wird, relativ frisch. Infolge der Verdrängung der Verunreinigungen (wie Salz und andere Ionen) ist Meereis sehr porös und schwammartig, ganz anders als das feste Eis, das beim Gefrieren von Süßwasser entsteht.
Wenn das Meerwasser gefriert und das Salz aus dem reinen Eiskristallgitter verdrängt wird, wird das umgebende Wasser salziger, da konzentrierte Sole austritt. Dadurch sinkt die Gefriertemperatur und die Dichte des Wassers steigt. Durch die Senkung der Gefriertemperatur kann das umgebende, salzhaltige Wasser flüssig bleiben und gefriert nicht sofort. Durch die Erhöhung der Dichte sinkt diese Schicht. Winzige Tunnel, so genannte Solekanäle, entstehen überall im Eis, wenn dieses supersaline, unterkühlte Wasser vom gefrorenen reinen Wasser wegsinkt. Jetzt ist die Voraussetzung für die Bildung eines Solepolsters gegeben.
Wenn dieses unterkühlte Salzwasser auf das ungefrorene Meerwasser unter dem Eis trifft, bildet sich weiteres Eis. Wasser bewegt sich von hohen zu niedrigen Konzentrationen. Da die Sole eine geringere Wasserkonzentration aufweist, zieht sie das umgebende Wasser an. Aufgrund der kalten Temperatur der Sole gefriert das neu angezogene Wasser. Wenn die Solekanäle relativ gleichmäßig verteilt sind, wächst das Packeis gleichmäßig nach unten. Konzentrieren sich die Solekanäle jedoch auf einen kleinen Bereich, beginnt der Abwärtsstrom der kalten Sole (die nun so salzhaltig ist, dass sie nicht mehr an ihrem normalen Gefrierpunkt gefrieren kann) mit dem ungefrorenen Meerwasser als Strömung zu interagieren. So wie heiße Luft aus einem Feuer als Fahne aufsteigt, sinkt dieses kalte, dichte Wasser als Fahne ab. An den äußeren Rändern beginnt sich eine Eisschicht zu bilden, da das umgebende Wasser, das durch den Strahl unter seinen Gefrierpunkt abgekühlt wird, vereist. Jetzt hat sich ein Brinicle gebildet, der einem umgekehrten „Schornstein“ aus Eis ähnelt, der einen Abwärtsstrom dieses unterkühlten, supersalzhaltigen Wassers einschließt.
Wenn der Brinicle dick genug wird, wird er selbsttragend. Wenn sich das Eis um den abwärts fließenden kalten Strahl ansammelt, bildet es eine isolierende Schicht, die verhindert, dass das kalte, salzhaltige Wasser diffundiert und sich erwärmt. Infolgedessen wächst der Eismantel, der den Strahl umgibt, mit der Strömung nach unten. Die Temperatur der Innenwand des Stalaktiten bleibt auf der vom Salzgehalt abhängigen Gefrierkurve. Wenn der Stalaktit wächst und das Temperaturdefizit der Sole in das Eiswachstum übergeht, schmilzt die Innenwand, um die angrenzende Sole zu verdünnen und wieder auf ihren Gefrierpunkt abzukühlen. Es ist wie ein umgedrehter Eiszapfen: Anstatt dass kalte Luft flüssiges Wasser in Schichten gefriert, gefriert das herabströmende kalte Wasser das umgebende Wasser und lässt es noch tiefer hinabsteigen. Dabei bildet sich mehr Eis, und der Eiszapfen wird länger.
Die Größe eines Eiszapfens wird durch die Wassertiefe, das Wachstum des darüber liegenden Meereises, das seine Strömung antreibt, und das umgebende Wasser selbst begrenzt. Im Jahr 2011 wurde die Bildung von Brinikeln zum ersten Mal gefilmt. Es wurde bestätigt, dass der Salzgehalt des flüssigen Wassers im Inneren des Brinikels von der Temperatur der Luft abhängt. Je niedriger die Temperatur ist, desto höher ist die Solekonzentration. Im Januar 2014 wurde an der Küste des Weißen Meeres festgestellt, dass der Salzgehalt der Sole bei einer Lufttemperatur von -1 °C zwischen 30 und 35 psu lag, während der Salzgehalt im Meer 28 psu betrug. Bei einer Temperatur von -12 °C stieg der Salzgehalt der Sole auf 120 bis 156 psu.