Air mengembang ketika membeku, jadi para ilmuwan bertanya-tanya apa yang akan terjadi jika air dibekukan dari luar. Jawab: Airnya meledak.
Para peneliti memfilmkan eksperimen tetesan air mereka, menawarkan gerak lambat dari es yang meledak. Ketika tetesan air beku dari luar, itu mengembangkan cangkang es yang kaku, menurut para peneliti. Saat bagian dalam tetesan mulai membeku, perluasannya dibatasi oleh bagian luar yang keras, yang mengarah ke ledakan.
Tetes bola dibuat di ruang hampa udara sehingga para peneliti bisa "mendinginkan" tetesan itu, membawa air di bawah 32 derajat Fahrenheit (0 derajat Celsius) tanpa membekukannya. Kemudian, para peneliti menyentuh tetesan dengan iodida perak, yang bertindak sebagai "benih" kristal es terbentuk. Dalam hal ini, air super dingin mulai mengkristal, membekukan bagian luar tetesan. Cangkang es terbentuk di sekitar tetesan, menebal dari luar ke dalam dan membangun tekanan di dalam tetesan saat bagian dalam berusaha membeku. Dalam video tersebut, tetesan kemudian dapat terlihat retak sedikit dan melepaskan beberapa serpihan es, sebelum akhirnya meledak.
"Retak dan rongga perlahan-lahan disembuhkan dengan air cair yang didorong keluar dari dalam," para peneliti menjelaskan dalam video. "Begitu semua celah sudah sembuh, tekanan bisa meningkat lagi."
Berdasarkan ledakan tetesan yang berbeda, peneliti mengembangkan model matematika untuk memprediksi bagaimana tetesan akan bereaksi menjadi beku dari luar. Mereka menemukan bahwa ada ukuran tetesan minimum - di bawah diameter sekitar 50 mikron - di mana tetesan itu tidak akan meledak.
Ini adalah fenomena yang sama yang terjadi di awan, kata para peneliti. Presipitasi terjadi ketika tetesan air meledak di puncak awan yang dingin, mengubah tetesan cairan menjadi es.
Rincian dinamika tetesan air ketika beku diterbitkan online 24 Februari di jurnal Physical Review Letters.
