Jäätyminen on metka prosessi: siinä suolainenkin vesi muuttuu suolattomaksi.

Kävelet alkukevään auringossa meren jäällä. Kummempia ajattelematta laitat suuhusi palasen jäätä. Hetkinen, tämähän on merijäätä. Miksi se ei ole suolaista?

Merta tuntevat ovat aina tienneet, että merijää on makeaa. Pohjanmaan hylkeenpyytäjät tapasivat aikoinaan kiehauttaa kahvitkin merijäästä sulatettuun veteen. Suolainen vesi siis muuttuu jäätyessään suolattomaksi, mutta miten?

Vain vesimolekyylit kiteytyvät

Kun vesi jäätyy, se muuttaa olomuotoaan eli kiteytyy. Ensin syntyy ohuita, pannukakun muotoisia laattoja. Kun ne kerääntyvät yhteen, vesi saa ensimmäisen katteen. Jäätymisen jatkuessa kiteet kasvavat alaspäin eli paksuntuvat ja tarttuvat toisiinsa. Näin muodostuu kunnon jääpeite.

Suolaisenkin veden jäätyessä jäätyy vain sen liuotinosa eli vesi. Tämä johtuu pohjimmiltaan meriveden koostumuksesta. Merivesi ei ole kylläinen liuos, jossa jokainen vesiatomi olisi kiinnittynyt natrium- tai kloori-ioneihin, vaan se on seos, jossa on sekaisin vapaita vesimolekyylejä ja veden ja suolojen yhdistelmiä.

Kun vesi jäätymisen käynnistyttyä luovuttaa energiaansa ilmaan, ensimmäisinä hidastuvat vapaat vesimolekyylit, jotka kiinnittyvät toinen toisiinsa. Alkaa syntyä kiteitä, jäätä.

Fysikaalinen selitys tälle on se, että suolan liukeneminen veteen on aikoinaan vaatinut energiaa. Käänteisessä reaktiossa eli liuosta jäädytettäessä siitä on poistettava energiaa enemmän kuin puhtaasta vedestä. Tästä syystä puhdas vesi alkaa jäätyä, ja samalla suolaliuos väkevöityy.

Kun sanomme, että merijää on suolatonta, tarkoitamme, että jääkiteet ovat puhtaita suolakiteistä. Merijää kaikkineen ei näet ole suolatonta.

Suolaa jää loukkuun

Vaikka jääkiteet syntyvät pelkästä vedestä, nuoressa jäässä on suolaa. Yleensä jää nimittäin paksuntuu niin nopeasti, että suolavettä jää loukkuun jääkiteiden välisiin taskuihin. Suolapitoisuus alenee vasta ajan mittaan, kun suolataskut valuvat alaspäin ja lopulta sekoittuvat meriveteen.

Kaksivuotinen valtamerijää on yhtä suolatonta kuin sadevesi. Naparetkeilijöillä on siis aina ollut makean veden varasto ympärillään. Itämerellä jo parin kuukauden ikäisestä jäästä voi todella sulattaa vaikka kahvivettä. Maku on kuulemma kamala, koska epäpuhtauksia on yhä jäljellä, mutta juomakelpoista vesi kyllä on.

Ilmiö palvelee teollisuutta

Nyt joku ehkä miettii, voisiko merivedestä jäädyttää juomavettä puhtaan veden pulasta kärsiville maailmankolkille. Periaatteessa kyllä, mutta menetelmä on epätaloudellinen samasta syystä kuin tislaus: se vie paljon energiaa (ks. Suola pois tislaten ja puristaen, Tiede 5/2003, s. 20-23).Merijään puhdistumisilmiö kyllä kiinnostaa teollisuutta, mutta muista syistä.Elektroniikkateollisuus hyödyntää ilmiötä muun muassa piin epäpuhtauksien poistossa. Muillakin kuin vesiliuoksilla on näet kyky puhdistua jähmettyessään.

Alkoholijuomien tuottajat taas valmistavat lisää "epäpuhtauksia". Pohjoisessa on ammoisista ajoista tehty vahvoja juomia jäädyttämällä alkoholipitoista liuosta, ja nykyäänkin siidereitä, viinejä ja oluita jalostetaan jäätislauksella.

Jääviiniä saadaan, kun rypäleiden annetaan jäätyä jo ennen käymistä. Sokerit ja muut liuenneet aineet jäävät rypälemehuun, mutta osa vedestä erottuu pois.

Oluista meillä esimerkiksi Lapin Kulta Ice jäähdytetään hetkeksi jäätymispisteen alapuolelle. Tällöin juomaan muodostuu jääkiteitä, jotka poistetaan suodattamalla. Panimon mukaan syntyy erityisen pehmeää olutta. Samalla alkoholipitoisuuskin hieman nousee.

Kalevi Rantanen on tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja. Artikkelia varten on haastateltu Merenkulkulaitoksen tutkijaa Eero Rinnettä. Hän valmistelee väitöskirjaa merijäästä.

Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2008

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

Tieteessä 5/2018

 

PÄÄKIRJOITUS

Päätön paremmuus järjestys 

Suosituissa lukiovertailuissa ei ole kovin paljon järkeä.

 

PÄÄUUTISET

Etevä laskee sormin

Menetelmä toimii paremmin kuin päässälasku.

Kuitu vaalii verensokeria

Runsaskuituinen dieetti korjasi diabeetikoiden glukoosiarvot.

Vapaus vie vakiouralle

Tasa-arvon maissa tytöt karttavat teknisiä ja tieteellisiä aloja.

Ihminen pihistelee unta

Muut kädelliset vetävät sikeitä jopa 15 tuntia vuorokaudessa.

 

ARTIKKELIT

Liiku viisaasti

Monen into lopahtaa vaativiin harjoitusohjelmiin.
Treeni maistuu, kun tuntee muutaman faktan.

Koira syntyi pohjoisessa

Ihminen ja susi tutustuivat jääkauden haaskalla.
Vanhin näyttö elämäntoveruudesta tulee Belgiasta.

Taivaallamme kulkevat sään jättiläiset

Keskileveyksien matalat ovat ilmojen titaaneja.
Ne selittävät, miksi Suomessa on niin epävakaista.

Aivot näkevät harhoja

Kalliotaiteen oudot kuvajaiset tuotti muuntunut
tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Metso kukkoilee koko kevään

Tiluksilla rehvastelu alkaa jo helmikuussa.
Sodaksi taistelu naaraista yltyy vapun tienoilla.

Rooma kaatui rahapulaan

Supervallan tuhoon on tarjottu satoja syitä.
Tapahtumat etenivät luultua raadollisemmin.

 

TIEDE VASTAA

Miksi ensimmäinen lettu epäonnistuu?

Miten gorilla saa lihakset kasvisruoalla?

Miksi pikaliima ei tartu tuubinsa sisäseiniin?

Kuinka kaukana on etäisin galaksi?

Onko hyönteisillä reviirejä?

Mistä juontuvat sanat minä ja itse?

 

KIRJAT

Rikos ei houkuta niin kuin ennen

Länsimaat löysivät uudelleen itsehillinnän.

 

KUVA-ARVOITUS

Siinähän on ihan selvästi...

Klassikkopalsta kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia
lehden Facebook-sivustolle.

 

OMAT SANAT

Tässä on itua

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.