Mis tekitab järvejääle tähekujulisi mustreid?

Soontaga külas asuvat Aakre Saeveski paisjärve katsid ilusad mustrid, mis tekivad, kui vesi voolab jääaugust jääl olevale lumele. Foto: Sirli Homuha / Valgamaalane

Hiljuti võis Valgamaal Aakre Saeveski paisjärve katval jääl näha haralisi mustreid, mis oma kujult meenutavad lumehelvest või tähte.

Neid oli Soontaga külas Aakre ojal asuval järvel mõni nädal tagasi hulgaliselt eri kuju ning suurusega. Mis aga selliseid mustreid põhjustab?

Selgub, et nähtusele on teaduslikku tähelepanu pööratud. Eesti Maaülikooli hüdrobioloogia ja kalanduse õppetooli lektor Toomas Kõiv ütles, et tegu on peamiselt sügisel levinud nähtusega, kui lumesajuga tekib järve pinnale püdel kiht, mida tuul enam laiali ei jõua ajada ning mis tasapisi külmub. Vesi järves on veel üsna soe ja see tungib voogudena jää pinnale, sulatades lörtsikihti augud ja valgudes selle ümber harunevalt laiali.

«Vahel sajab lumi äsjamoodustunud läbipaistava jää peale. Siis hakkab vesi lisaks konvektsioonivooludele ka jää survel teed pinnale otsima. Harud moodustuvad jää peale seetõttu, et aukude kaudu jääle jõudev vesi sulatab lihtsalt lume ära ja paistma jääb tumedamana tunduv jää,» ütles Kõiv.

Kõivu teada sel nähtusel eesti keeles ametlikku nime pole. Ta juhib järveteaduse terminikomisjoni ja avaldas lootust tulevikus sobiv nimi leida.

Talve teisel poolel kuju teistsugune

Augud võivad jäässe tekkida ka talve teisel poolel, kuid kujult on need siis ümarad ja uhked harud puuduvad. Selline nähtus tekitas spetsialistide hulgas eriarvamusi paari aasta eest Valgamaal Torupilli talu tiigil. «Siis on põhjuseks kevadine päike, mis läbi jää tungides soojendab põhjasetteid ja vett, pannes vee liikuma. Tekivad jälle konvektsioonivoolud, mis liitudes hakkavad jääkaant altpoolt sulatama, kuni tekivad augud,» selgitas Kõiv.

Põhjalikult uurisid teemat 2007. aastal Victor C. Tsai Harvardi Ülikoolist ja John Wettlaufer Yale´i Ülikoolist, kes püüdsid jälile saada, kuidas muster kujuneb.

Wettlaufer ütles ajakirjale Physics World, et sai uurimiseks inspiratsiooni, kui nägi koos abikaasaga Chicagosse maandumisel lennukiaknast neid mustreid jäätunud järvel. Mõlemad olid vaatepildist lummatud. «Minu naine on pärit Rootsist ja teadis neid kui ohumärke uisutamisel, aga polnud kunagi näinud nii paljusid.»

Mehed andsid artiklis moodustistele nimeks «järvetähed». Varasemate tööde põhjal järeldasid autorid, et jäässe augu tekkimine on vajalik mustri tekkimiseks, aga pole oluline, mil moel auk on tekkinud.

Nad konstrueerisid matemaatilise mudeli, mis ennustab mustri moodustumist. Teadlased eeldasid, et vesi voolab jää peal läbi lume seda kiiremini, mida poorsem on lumi. Välimõõtmiste põhjalt leidsid nad näiteks, et suurem vee voolu kiirus lumes ja suurem lume poorsus suurendab tähemustri harude hulka.

Auke tekitavad nii lehed kui puutükid

Eksperimendi käigus uputasid nad ühekraadisesse vette 30sentimeetrise läbimõõduga ketta, mis hoidis miinus 0,5kraadist temperatuuri. Selle peale panid nad poole kuni ühe sentimeetri paksuse märja lume kihi, mille keskel oli auk. Ka selle käigus tekkisid augu ümber väikesed harud. Nad leidsid katse 14 kordamise põhjal, et nende teooria pole perfektne, aga läks suuremalt jaolt kokku eksperimendi tulemustega.

Maaülikooli limnoloogiakeskuse teadur Eva-Ingrid Rõõm ütles, et augud võivad jäässe tekkida ka näiteks õhumulli, mõne vees oleva objekti või allika tagajärjel. Tumedate kehade ja mullide ümber sulab jää kiiremini. Sulalume ja jää korral pidas ta tõenäolisemaks siiski, et augu sulatab jäässe mõni objekt, nagu näiteks leht või puutükk.

Miks aga ühel järvel võib olla rohkem auke või ühel huvitavad mustrid ja teisel mitte? See sõltub väga paljudest asjaoludest. Eestis on kaheksa järvetüüpi, aga kaks ühe tüübi järve on täiesti erinevad. «Iga järv, kus olen käinud, on täiesti isemoodi. Erinevaid parameetreid on nii palju: sügavus, settekihi paksus põhjas, vee keemiline koostis. Rolli mängib seegi, kui palju on järves suurtaimestikku, milline on fütoplankton ja kas järv on kihistunud või mitte,» loetles Rõõm.