Kas yra konvekcinės srovės?

Konvekcinės srovės – tai judesiai, kuriuos sukelia temperatūros pokyčiai skystuose ar dujiniuose kūnuose. Tokiuose kūnuose šiltesnė medžiaga linkusi kilti aukštyn, išstumdama šaltesnę medžiagą, kuri cirkuliuoja kitur; šio proceso sukurtas nuolatinis judėjimas yra žinomas kaip konvekcinė ląstelė. Konvekcinės srovės yra atsakingos už daugelį gamtos pasaulio reiškinių, nors į jų svarbą dažnai nepaisoma. Vandenynai, audros debesys ir žemės pluta yra didelės sistemos, kurias veikia šios srovės. Mažesniais žvyneliais juos galima pastebėti puode su verdančiu vandeniu arba kavos puodelyje.

Šiluma priverčia atskiras medžiagos molekules greitai judėti. Skystyje, ty šiuo atveju bet kurioje skystoje ar dujinėje medžiagoje, šios įkaitintos molekulės plečiasi ir tampa mažiau tankios. Dėl to jie pakyla skystyje, išstumdami visas jau esančias šaltesnes molekules. Šios vėsesnės molekulės judės kitur skysčio; jei jie susidurs su šilumos šaltiniu, jie susijaudins ir pakils, o anksčiau įkaitintos molekulės atvės ir nusileis. Šis efektas sukuria konvekcines ląsteles, kurios savo ruožtu sukelia konvekcines sroves.

Konvekcinės srovės sukelia efektus, kuriuos galima pamatyti kaitinant vandenį ant viryklės. Vanduo keptuvės apačioje, arčiausiai degiklio, greitai įkaista ir kyla į paviršių. Burbuliukai demonstruoja įkaitintų vandens molekulių maišymąsi, kurios cirkuliuoja šilumą tol, kol visas vanduo užverda. Efektą galima lengviau pastebėti įpylus grietinėlės į karštą kavos puodelį. Net nemaišant, grietinėlė pradės cirkuliuoti per karštesnę kavą, o dėl dviejų skysčių spalvų skirtumo lengva stebėti konvekcijos modelius.

Labai dideliu mastu konvekcinės srovės reguliuoja atmosferos judėjimą aplink Žemę. Saulės šildomas oras juda į vėsesnius regionus ir sritis, todėl keičiasi oro sąlygos. Debesys susidaro, kai šiltas drėgmę nešantis oras kyla aukštyn ir aukštesniuose aukščiuose susiduria su vėsesniu oru. Konvekcinių ląstelių poveikis debesims gali sukelti perkūniją ir kartais įspūdingesnius įvykius. Tornadai ir uraganai kyla dėl žiauraus oro ir drėgmės sumaišymo, kurį sukelia atmosfera judantis šiluma.

Be įvairių kitų padarinių, konvekcinės srovės taip pat yra atsakingos už žemės drebėjimus ir seisminį aktyvumą. Žemės paviršių sudaro daugybė kietų sausumos masių, plūduriuojančių ant suskystintų uolienų srovėmis. Šis požeminis skystis, vadinamas magma, yra veikiamas konvekcinių ląstelių judėjimo, kaip ir kiti skysčiai. Konvekcinės srovės magmoje gali sukelti sausumos masių, vadinamų tektoninėmis plokštėmis, kilimą arba susidūrimą viena su kita. Tai gali sukelti ugnikalnių išsiveržimus, žemės drebėjimus ir kitą katastrofišką seisminę veiklą.