La gravità terrestre è forte, ma l'acqua può mai andare naturalmente contro di essa e fluire in salita?
La risposta è sì, se i parametri sono corretti. Ad esempio, un'onda su una spiaggia può fluire in salita, anche se è solo per un momento. Anche l'acqua in un sifone può scorrere in salita, così come una pozzanghera se si sposta su un tovagliolo di carta asciutto immerso in esso.
Ancora più curioso, l'Antartide ha un fiume che scorre in salita sotto una delle sue calotte glaciali. Quindi, in che modo la scienza spiega questi movimenti acquosi verso l'alto?
Onde e sifoni
Le onde (alimentate dal vento), le maree (principalmente causate dalle forze gravitazionali della luna) e gli tsunami (spesso innescati da terremoti e frane o vulcani sottomarini) possono far sì che l'acqua vada contro la gravità. L'energia e le forze prodotte da questi fenomeni naturali possono spingere l'acqua verso l'alto, permettendole di sollevarsi naturalmente in un'onda o correre su una costa.
Un sifone agisce sotto pressioni diverse. Le persone hanno usato i sifoni sin dai tempi antichi; gli antichi egizi usavano i sifoni per l'irrigazione e la vinificazione, secondo uno studio pubblicato nel 2014 sulla rivista Scientific Reports. Al giorno d'oggi, i ladri potrebbero usare sifoni per rubare gas dalle automobili. Tuttavia, c'è ancora dibattito su come funzionano i sifoni.
Puoi visualizzare un sifone pensando a due tazze collegate da un tubo a forma di "U" rovesciata. La tazza piena d'acqua si trova su una scala e una tazza vuota si trova sotto di essa. Se uno sperimentatore mette un'estremità del tubo nella tazza piena d'acqua e aspira l'aria da esso come faresti quando usi una cannuccia, ciò consentirà all'acqua di fluire nel tubo.
Viene creato un sifone quando l'acqua scorre su un lato del tubo e sull'altro, nella tazza vuota.
I sifoni funzionano anche nei vuoti, quindi non sembra che la pressione atmosferica sia in gioco, secondo uno studio del 2011 sul Journal of Chemical Education. Piuttosto, la gravità e la coesione molecolare sembrano essere coinvolte, secondo uno studio del 2015 sulla rivista Scientific Reports.
La gravità accelera l'acqua attraverso la parte "giù" del tubo, nella tazza inferiore. Poiché l'acqua ha forti legami coesivi, queste molecole d'acqua possono trascinare l'acqua dietro di loro attraverso la parte in salita del tubo, secondo Wonderopolis, un sito in cui si rispondono alle domande quotidiane.
Tuttavia, molti liquidi che non hanno forti legami coesivi funzionano ancora nei sifoni, quindi non è chiaro esattamente come funzionano i sifoni in diversi casi, secondo Wonderopolis.
Azione capillare
E l'esempio dell'asciugamano di carta? Questa azione, chiamata azione capillare, consente a piccoli volumi di acqua di fluire in salita, contro la gravità, purché l'acqua scorra attraverso spazi stretti e piccoli.
Questo flusso verso l'alto si verifica quando l'adesione di un liquido alle pareti di un materiale, come l'asciugamano di carta, è più forte delle forze coesive tra le sue molecole liquide, secondo il Geological Survey degli Stati Uniti.
Nelle piante, le molecole di acqua vengono redatte capillari chiamati xylem, aiutando la pianta ad attingere acqua dal suolo, secondo l'USGS.
Antartide
C'è un fiume che scorre in salita sotto una delle calotte glaciali dell'Antartide, secondo Robin Bell, professore di geofisica all'Osservatorio della Terra Lamont-Doherty della Columbia University a New York.
Sotto il ghiaccio del continente si trovano le montagne Gamburtsev, una vasta gamma con cime e valli che hanno le stesse dimensioni delle Alpi europee, ha detto. "Nelle valli c'è acqua", ha detto Bell a Live Science. "Possiamo dirlo perché quando lo sorvoliamo, l'eco dal radar è molto più forte."
Curiosamente, i ricercatori possono dire che il fiume scorre all'indietro perché il ghiaccio sopra di esso è allineato contro la direzione del flusso di ghiaccio, come riportato in precedenza da Live Science. Questo allineamento e l'enorme pressione della calotta di ghiaccio sopra di essa spingono l'acqua in salita, ha detto Bell.
"Ci siamo resi conto che il ghiaccio sta forzando l'acqua su per la collina, spremendo l'acqua all'indietro", ha detto Bell.
Vi sono altri casi in cui l'acqua è naturalmente salita. Ad esempio, un terremoto di magnitudo 8,0 ha scosso il Missouri sud-orientale così duramente che il fiume Mississippi scorreva temporaneamente all'indietro, come riportato in precedenza da Live Science. Inoltre, uno studio del 2006 sulla rivista Physical Review Letters ha mostrato che piccole quantità di acqua posizionate su una superficie calda - una pentola bollente, ad esempio - possono "arrampicarsi" su piccole scale fatte di vapore se l'acqua è abbastanza calda, Live Science segnalati.
