Képzeljük el, hogy a sarkvidék zord, hófödte tájain, ahol a jég uralja a horizontot, folyók kezdenek narancssárga árnyalatban pompázni. Ez a különös jelenség már egy ideje foglalkoztatja a tudósokat, különösen a globális felmelegedés árnyékában, hiszen a változások szokatlan képet festenek az egyébként érintetlen természeti környezetről. A hagyományos tudományos nézet szerint a fagyos hőmérséklet drasztikusan lelassítja a kémiai folyamatokat, szinte mozdulatlanságra ítélve az elemeket.
Azonban egy nemrégiben napvilágot látott kutatás alapjaiban rengetheti meg ezt a régóta tartó feltételezést, rávilágítva egy eddig ismeretlen mechanizmusra, amely pont az ellenkezőjét mutatja: a jég meglepő módon felgyorsíthat bizonyos kémiai reakciókat, különösen a vasérc oldódását. Ez a felismerés kulcsfontosságú lehet a narancssárga árnyalatú északi-sarki folyók rejtélyének megfejtésében.
A svéd Umeå Egyetem kémikusa, Jean-François Boily és kollégái a rangos PNAS tudományos folyóiratban tették közzé forradalmi felfedezésüket. Kísérleteik során bebizonyították, hogy a mínusz 10 Celsius-fokos jég sokkal hatékonyabban oldja ki a vasat a közönséges ásványokból, mint a plusz 4 Celsius-fokos, folyékony víz. De hogyan lehetséges ez? Boily professzor magyarázata szerint a fagyás során parányi, folyékony vízrétegek alakulnak ki a jégkristályok között. Ezek a mikroszkopikus „reaktorok” kiválóan alkalmasak arra, hogy a vegyületeket koncentrálják és extrém savassá tegyék a környezetet. Így az elemek akár mínusz 30 Celsius-fokon is lendületes reakcióba léphetnek a vasérccel, olyan kölcsönhatásokat eredményezve, amelyekre folyékony halmazállapotban csak jóval magasabb hőmérsékleten kerülhetne sor.
„Úgy tűnik, amit eddig a jég rideg, mozdulatlan közegéről gondoltunk, az csak a felszín volt. A mélyben zajló, láthatatlan kémiai tánc egészen új megvilágításba helyezi a sarkvidékek ökoszisztémáját és a klímaváltozás lehetséges hatásait.”
A szakemberek a vas-hidroxidok egyik gyakori formáját, a goethitet vizsgálták természetes szerves savakkal. Ekkor derült fény arra, hogy a fagyás és olvadás ritmikusan ismétlődő ciklusai rendkívül hatékonyan bontják le és oldják fel a vasat. A jelenség oka abban rejlik, hogy az állapotváltozások során a korábban jégbe zárt vegyületek hirtelen kiszabadulnak, új reakciókat indítva el, mintha minden olvadás egy új kémiai pezsgést generálna.
Amellett, hogy kémiai folyamatokról szóló tudásunkat írják újra a sarki jégtakarók, ezek a távoli, érintetlen vidékek másfajta rejtélyeket is tartogatnak. Nemrégiben például egészen különös rádiójelek érkeztek az Antarktisz mélyéről, melyek forrása egyelőre teljességgel ismeretlen. Amerikai kutatók szerint egy eddig nem azonosított részecske lehet felelős ezekért a szignálokért, melyeket a kontinens felett 40 kilométeres magasságban rögzítettek. Ha ez beigazolódik, az a fizika egy vadonatúj, izgalmas területére vezethet minket, hasonlóan ahhoz, ahogy a jégkémia is új utakat nyit meg.
Visszatérve a vas oldódására, érdekes módon a környezeti tényezők is jelentős szerepet játszanak ebben a folyamatban. A félsós, úgynevezett brakkvíz és az édesvíz fokozza a vas oldódását, míg a magas sótartalmú tengervíz gátlóan hat rá. Ez a finom egyensúly magyarázhatja a különbségeket a különböző víztípusokban megfigyelhető vas-koncentrációkban.
A kutatók úgy vélik, megállapításaik messzemenő gyakorlati jelentőséggel bírhatnak, különösen azokon a savas környezetű területeken, ahol vasásványok és szerves anyagok lépnek kölcsönhatásba. Gondoljunk csak a bányászati területekre vagy a talajkémiai folyamatokra! A következő lépés, hogy kiderítsék, vajon ezek a megfigyelések érvényesek-e minden vasat tartalmazó jégre, és milyen széles körben alkalmazhatók a felfedezett elvek. A Gizmodo tudományos portál hozzáfűzi: ez az úttörő kutatás végre valós magyarázatot adhat arra, miért változnak élénk narancssárgává az északi-sarki folyók. A jég, melyet eddig passzív közegnek tartottunk, aktív szereplővé lép elő a környezeti kémiai folyamatokban, és ez egy teljesen új perspektívát nyit meg bolygónk rejtett mechanizmusainak megértésében.
