Smältande inlands- och havsis
Årskurs: F-3, 4-6, 7-9
Ämnesområde: Värme, Energi
Global uppvärmning orsakar smältning av is, bland annat av den is som befinner sig vid jordens poler. Denna issmältning kan påverka havsnivån och leda till ändrade odlingsvillkor. Smältande ismassor påverkar havsnivån på olika sätt beroende på om isen finns samlad på land (inlandsis) eller om den flyter i havsvatten (havsis). För att undersöka fenomenet närmare kan dina elever göra följande två försök:
Försök 1: Kommer vattnet att rinna över?
Försök 2: Vi simulerar smältande inlandsis!
Försök 1: Kommer vattnet att rinna över?
Materiel
- Isbit
- Glas med vatten
- Smartphone eller surfplatta för eventuell videoinspelning
Genomförande
Placera en isbit i ett glas med vatten så att glaset blir fyllt till brädden när isen flyter i vattnet. Det är viktigt att isen flyter fritt utan att röra vid glasets botten. Observera vad som händer med vattnet när isen smälter. Du kan även spela in förloppet.
Resultat
Om man spelar in förloppet med en videokamera på exempelvis mobiltelefonen får man ett resultat som i videon:
Förklaring
När isen flyter i vattnet tränger den undan en mängd vatten. Det undanträngda vattnet väger lika mycket som själva isen, det vill säga lyftkraften som verkar från vattnet på isen och tyngdkraften som jorden drar isen till sig tar ut varandra. Det undanträngda vattnets volym är lika med volymen av den nedsänkta delen av isen.
När hela isen smält upptar smältvattnet precis lika mycket volym som det undanträngda vattnet innan isen börjat smälta (som är lika med volymen av den nedsänkta delen av isen), som i figuren nedan. Hela isens volym ”krymper” – när all is smält till vatten – till den delvolym som befann sig under vattenytan. Vattennivån i glaset ändras inte och inget vatten rinner över glaskanten.
Med riktig havsis (is som flyter i havsvatten) blir det lite mer komplicerat än med isbiten i kranvatten eftersom smältvattnet leder till en minskning av havsvattnets densitet, vilket i sin tur orsakar en liten ökning av havsvattnets volym som leder till en liten ökning av havsnivån. Denna ökning är dock mycket mindre än den som orsakas av smältande inlandsis.
Försök 2: Vi simulerar smältande inlandsis!
Materiel
- Genomskinlig burk av exempelvis plast eller glas
- Små stenar
- Små isbitar (ju mindre desto snabbare förlopp)
- Vatten
- Eventuellt karamellfärg (om stenarna är något smutsiga behövs den inte)
- Märkespenna eller post it-lapp
Genomförande
Ta en genomskinlig burk och fyll en del av den med små stenar. Fyll nu burken med vatten så att de övre stenarna sticker ut ovanför vattenytan. Lägg några små isbitar på de övre stenarna – du har bildat inlandsis! Markera vattennivån med märkespenna eller post it-lapp på burkens utsida. Ta kort på vattennivån i jämna tidsintervall, till exempel var femte minut. Vad händer med vattennivån?
Resultat
Resultat visas i bilderna nedan – se hur vattennivån ändras 0, 5, 10, 15 respektive 20 minuter sedan isen lades ovanpå stenarna.
I bilden nedan har man sammanställt alla vattennivåerna. I den plastburk som användes vid försöket i bilderna (cirka 15 cm i bredd och längd och cirka 6 cm i höjd) blev den sammanlagda ökningen av vattennivån cirka 3,5 mm.
Förklaring
Nu är ingen del av isen (eller bara en liten del av den) under vattenytan, så när isen smälter till flytande form rinner hela smältvattnet nedför stenarna in i det ursprungliga vattnet. Smältvattnets hela volym adderas med det ursprungliga vattnets volym och vattennivån i burken stiger – en ökad del av landmassan (stenarna) hamnar nu under vattnet.
Lästips
Läs gärna mer om smältande lands- och havsis i en artikel på SMHI:s hemsida.
Skapat av Lukasz Michalak i samarbete med Lena Claesson och med viss inspiration från en lektionsplanering från NASA.