Brinícula

A formação de gelo a partir da água salgada produz alterações marcantes na composição da água descongelada próxima. Quando a água congela, a maioria das impurezas são excluídas dos cristais de água; mesmo o gelo da água do mar é relativamente fresco em comparação com a água do mar a partir da qual é formado. Como resultado de forçar as impurezas a sair (como o sal e outros íons) o gelo do mar é muito poroso e esponjoso, bastante diferente do gelo sólido produzido quando a água doce congela.

Como a água do mar congela e o sal é forçado a sair da malha de cristal de gelo puro, a água circundante torna-se mais salina à medida que a salmoura concentrada sai. Isto diminui a sua temperatura de congelação e aumenta a sua densidade. A redução da temperatura de congelamento permite que a água circundante, rica em salmoura, permaneça líquida e não congele imediatamente. O aumento da densidade faz com que esta camada se afunde. Pequenos túneis chamados canais de salmoura são criados ao longo do gelo, pois esta água supersalina e super-refrigerada afunda longe da água pura congelada. O palco está agora pronto para a criação de um brinículo.

Quando esta água salina super-refrigerada chega à água do mar não congelada abaixo do gelo, irá causar a criação de gelo adicional. A água passa de altas para baixas concentrações. Como a água salgada possui uma menor concentração de água, ela atrai a água ao redor. Devido à temperatura fria da água da salmoura, a água recém atraída congela. Se os canais da salmoura estiverem relativamente uniformemente distribuídos, a massa de gelo cresce para baixo de forma uniforme. No entanto, se os canais de salmoura estiverem concentrados numa pequena área, o fluxo descendente da salmoura fria (agora tão rica em sal que não pode congelar no seu ponto normal de congelamento) começa a interagir com a água do mar não congelada como um fluxo. Assim como o ar quente de um incêndio sobe como uma pluma, esta água fria e densa afunda como uma pluma. Suas bordas externas começam a acumular uma camada de gelo como a água ao redor, resfriada por este jato até abaixo de seu ponto de congelamento, gelo para cima. Um brinículo foi agora formado, parecendo uma “chaminé” invertida de gelo, encerrando um fluxo descendente desta água super-resfriada, supersalina.

Quando o brinículo se torna espesso o suficiente, ele se torna auto-sustentável. À medida que o gelo se acumula ao redor do jato frio que desce, forma uma camada isolante que impede que a água fria e salina se difunda e aqueça. Como resultado, a camisa de gelo que envolve o jato cresce para baixo com o fluxo. A temperatura da parede interna da estalactite permanece na curva de congelamento determinada pela salinidade, de modo que à medida que a estalactite cresce e o déficit de temperatura da salmoura entra no crescimento do gelo, a parede interna derrete para diluir e resfriar a salmoura adjacente de volta ao seu ponto de congelamento. É como um pingente de gelo virado de dentro para fora; em vez do ar frio que congela a água líquida em camadas, a água fria que escorrega está congelando a água ao redor, permitindo que ela desça ainda mais fundo. Como faz, cria mais gelo, e o brinículo cresce mais tempo.

Um brinículo é limitado em tamanho pela profundidade da água, o crescimento do gelo marinho que alimenta seu fluxo, e a própria água ao redor. Em 2011, a formação de briniculos foi filmada pela primeira vez. A salinidade da água líquida dentro do brinículo foi confirmada para variar de acordo com a temperatura do ar. Quanto mais baixa a temperatura, maior a concentração da salmoura. Em janeiro de 2014, ao longo da costa do Mar Branco, registou-se que a uma temperatura do ar de -1 °C a salinidade da salmoura estava entre 30 e 35 psu, enquanto a salinidade no mar era de 28 psu. Quando a temperatura era de -12 °C a salinidade da salmoura aumentou para entre 120 e 156 psu.