Salt Fingers

O GRUPO realizou recentemente diversos experimentos simulando em laboratório a formação de salt fingers. Nosso projeto é criar um laboratório de oceanografia física experimental, desenvolvendo equipamentos e metodologia para reprodução de diversos fenômemos da natureza, em especial aqueles relacionados à dinâmica de escoamentos geofísicos, visando. Em relação a este primeiro experimento, realizado pelo Prof. Afonso e pelos doutorandos Guilherme e Vladimir, nosso objetivo foi construir um aparato experimental bastante simples e barato e aplicar uma metodologia para simulação dos salt fingers facilmente reproduzível (veja as fotos abaixo). Os salt fingers foram descobertos em torno de 1857 em experimentos de laboratório conduzidos por W. Stanley Jevons. Jevons não entendia a causa do fenômeno, e uma explicação física teve que aguardar pelo artigo publicado em 1960 por Melvin E. Stern. Stern percebeu que os salt fingers são um processo de mistura que ocorre quando a água mais quente e salina se sobrepõe a uma água mais fria e menos salina. Eles são impulsionados pelo fato de que o coeficiente de difusão molecular do sal ser muito menor do que o de calor. Então, devido a pequenas erturbações na interface, uma pequena parcela de água movendo-se para baixo gera uma anomalia quente e salina, em meio a uma região mais fria e menos salina, esfriando mais rapidamente do que troca sal com o meio, tornando-se mais densa que a água ao seu redor e afundando ainda mais. Da mesma forma uma pequena parcela de água deslocada para cima ganha calor por difusão, tornando-se mais leve que o meio ao redor e subindo ainda mais. Assim, o fato de a difusão de sal ser menor do que a de temperatura, paradoxalmente, resulta em um processo turbulento que mistura o sal de forma mais eficiente do que temperatura. Logo, os Salt fingers contribuem para a mistura vertical no oceano. Essa mistura ajuda a regular a circulação termohalina do oceano, que afeta fortemente o clima. Mesmo sendo um fenômeno altamente conhecido, ainda existe grande dificuldades de observar os salt fingers na natureza. Em laboratório porém, pode-se reproduzir o fenômeno com um aparato simples e barato, como o que foi criado pelo GRUPO.