De zwaartekracht van de aarde is sterk, maar kan water er ooit van nature tegenin gaan en bergopwaarts stromen?
Het antwoord is ja, als de parameters goed zijn. Zo kan een golf op een strand bergopwaarts stromen, al is het maar voor even. Water in een sifon kan ook bergopwaarts stromen, evenals een plas water als het omhoog beweegt op een droge papieren handdoek die erin is gedoopt.
Nog opmerkelijker is dat Antarctica een rivier heeft die bergopwaarts stroomt onder een van de ijskappen. Dus, hoe verklaart de wetenschap deze opwaartse waterige bewegingen?
Golven en sifons
Golven (aangedreven door wind), getijden (voornamelijk veroorzaakt door de zwaartekracht van de maan) en tsunami's (vaak veroorzaakt door aardbevingen en aardverschuivingen of vulkanen onder water) kunnen ervoor zorgen dat water tegen de zwaartekracht in gaat. De energie en krachten die door deze natuurlijke verschijnselen worden geproduceerd, kunnen water omhoog duwen, waardoor het van nature in een golf kan stijgen of een kustlijn kan oplopen.
Een sifon werkt onder verschillende drukken. Mensen gebruiken sifons sinds de oudheid; de oude Egyptenaren gebruikten sifons voor irrigatie en wijnbereiding, volgens een studie die in 2014 werd gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports. Tegenwoordig kunnen dieven sifons gebruiken om gas uit auto's te stelen. Er is echter nog steeds discussie over hoe sifons werken.
U kunt een sifon visualiseren door te denken aan twee kopjes die zijn verbonden door een buis in de vorm van een omgekeerde "U". De met water gevulde beker staat op een trap en er zit een lege beker onder. Als een onderzoeker het ene uiteinde van de buis in de met water gevulde beker steekt en de lucht eruit zuigt zoals je zou doen bij het gebruik van een rietje, zal het water in de buis stromen.
Een sifon wordt gemaakt zodra het water de ene kant van de buis omhoog stroomt en de andere kant in de lege beker.
Sifons werken ook in stofzuigers, dus het lijkt er niet op dat atmosferische druk in het spel is, volgens een studie uit 2011 in de Journal of Chemical Education. Zwaartekracht en moleculaire cohesie lijken eerder betrokken te zijn, volgens een onderzoek uit 2015 in het tijdschrift Scientific Reports.
De zwaartekracht versnelt het water door het "neerwaartse" deel van de buis, in de onderste beker. Omdat water sterke cohesieve bindingen heeft, kunnen deze watermoleculen het water erachter door het bergopwaartse deel van de buis trekken, volgens Wonderopolis, een site waar dagelijkse vragen worden beantwoord.
Veel vloeistoffen die geen sterke cohesieve bindingen hebben, werken echter nog steeds in sifons, dus het is onduidelijk hoe sifons in verschillende gevallen precies werken, volgens Wonderopolis.
Capillaire werking
Hoe zit het met het voorbeeld van papieren handdoekjes? Deze actie, capillaire werking genoemd, zorgt ervoor dat kleine hoeveelheden water tegen de zwaartekracht in kunnen stromen, zolang het water door nauwe en kleine ruimtes stroomt.
Deze opwaartse stroom vindt plaats wanneer de adhesie van een vloeistof aan de wanden van een materiaal, zoals de papieren handdoek, sterker is dan de cohesiekrachten tussen de vloeibare moleculen, volgens de U.S. Geological Survey.
In planten worden watermoleculen opgesteld, haarvaten genaamd het xyleem, die de plant helpen water uit de grond te halen, zei de USGS.
Antarctica rivier
Er is een rivier die bergopwaarts stroomt onder een van de ijskappen van Antarctica, volgens Robin Bell, een professor in de geofysica aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van de Columbia University in New York.
Onder het ijs van het continent ligt het Gamburtsev-gebergte, een enorm bereik met toppen en valleien die ongeveer even groot zijn als de Europese Alpen, zei ze. 'In de valleien is er water', vertelde Bell aan WordsSideKick.com. 'We kunnen het zien, want als we eroverheen vliegen, is de echo van de radar veel sterker.'
Intrigerend genoeg kunnen onderzoekers zien dat de rivier achteruit stroomt omdat het ijs erop is uitgelijnd tegen de richting van de ijsstroom, meldde WordsSideKick.com eerder. Deze uitlijning en de enorme druk van de ijskap erboven duwen het water bergopwaarts, zei Bell.
'We realiseerden ons dat het ijs het water de heuvel opdrijft en het water naar achteren perst,' zei Bell.
Er zijn andere gevallen waarin water van nature bergopwaarts is gestroomd. Bijvoorbeeld, een aardbeving met een kracht van 8,0 op de schaal van Richter schudde het zuidoosten van Missouri zo hard dat de rivier de Mississippi tijdelijk achteruit stroomde, meldde WordsSideKick.com eerder. Bovendien toonde een onderzoek uit 2006 in het tijdschrift Physical Review Letters aan dat kleine hoeveelheden water die op een heet oppervlak worden geplaatst - bijvoorbeeld een brandende pan - kleine trappen van damp kunnen 'beklimmen' als het water heet genoeg is, WordsSideKick.com gemeld.
