Nimeni nu credea că Brian Shimer a avut o șansă. La două luni timide de 40 de ani, bobocii americani au ajuns la Jocurile Olimpice din Salt Lake City din 2002 cu patru jocuri de iarnă sub centură, dar fără medalii olimpice. Așadar, când echipa sa a trecut pe pista șerpuită și a obținut bronzul mult așteptat, toată lumea a fost uimită - nu în ultimul rând de Shimer. '' Nu știu ce ne-a adus pe deal atât de repede '', a spus el pentru The New York Times . '' Electricitatea din aer, mulțimea fluturând și strigând ''.
Continut Asemanator
- De ce gheata curling este diferită de alte gheață
Cu siguranță, sprijinul mulțimii - împreună cu antrenamentul intens al echipei și transformările precise ale lui Shimer - au fost cruciale. Însă, un triumf necunoscut al sporturilor de iarnă a jucat un rol principal în triumful echipei: gheața.
Într-un sport când doar o sută de secundă separă câștigătorii și învinșii, orice umflătură sau canelură care induce frecarea contează. Iar gheața se poartă cu prelungiri, așa că Shimer și poziția de start a echipei sale 17 ar fi putut fi cu ușurință un dezavantaj. Cu toate acestea, sania a terminat pe locul cinci, setându-le pentru bronz. „Nu poți face asta dacă gheața nu este consecventă”, spune Tracy Seitz, director general al pistei de gheață canadiană cunoscută sub numele de Whistler Sliding Center, care promovează „cea mai rapidă pistă de gheață din lume”. Seitz ar ști: El a fost, de asemenea, unul dintre așa-numiții „Maeștrii de gheață”, experții însărcinați cu provocarea de a crea piste de gheață ideale pentru sportivii de talie mondială.
Este mult mai mult pentru a face gheață decât pentru ochi. La nivel molecular, zăpada și gheața cursurilor olimpice sunt exact aceleași lucruri care îi fac pe oameni de zăpadă, îți blochează ușa și îți trimit participanți neaștepți care îngrijește drumurile. Toată apa înghețată este formată din molecule dispuse într-o structură hexagonală similară cu un fagure. Însă gheața care acoperă pârtiile glisante sinuoase pentru boboci, luge și schelet, sau zăpada fermă, aplatizată a unui traseu de schi, sunt modelate și condiționate precis în lunile premergătoare jocurilor, optimizând proprietățile acestor forme de apă înghețate.
„Nu este doar o bucată de gheață așa cum te-ai gândi în mod normal, precum cuburile de gheață așezate în congelatorul tău”, spune Kenneth Golden, matematician la Universitatea din Utah, care studiază structurile de gheață. „Este o substanță mult mai fascinantă și mai complexă decât ar crede oamenii în mod normal”.
Shimer (față), Mike Kohn, Doug Sharp și frânele Dan Steele se opresc după terminarea celei de-a treia alergări pe pista Olimpică din Utah din Park City, Utah, în timpul Jocurilor Olimpice de iarnă din 2002. (Imagini ale armatei americane / comunale Wikimedia) Gheață, gheață, poate
Primul pas pentru construirea oricărui patinoar sau pistă este purificarea apei pentru a îndepărta solidele dizolvate precum sărurile și mineralele. Astfel de impurități nu se încadrează în structura hexagonală obișnuită a gheții care se formează pe măsură ce îngheța apa. Aceeași proprietate poate fi văzută și în gheața de mare, explică Golden, care exclude sarea apei oceanului pe măsură ce îngheață, creând un plumb de lichid sărat suplimentar sub gheață. Dar pe un patinoar sau pe o pistă, impuritățile se adună între cristale sau sunt împinse la suprafață, creând slabe slabe în gheață. După cum spune Seitz, „cu cât este mai pură apa, cu atât va fi mai densă placa de gheață”, ceea ce se traduce printr-o suprafață mai consistentă.
Calitatea și puritatea gheții este atât de importantă încât a fost creată o poziție specială - Ice Master - pentru a asigura viabilitatea acesteia. Uitați de sculptori care fac sculpturi complexe de gheață; Maeștrii de gheață formează gheața în unele dintre cele mai impresionante structuri de pe Pământ. Cu cel puțin un an înaintea jocurilor , acestea pulverizează sute de straturi subțiri din hârtie din această apă ultrapură pe un curs de beton sau patinoar, care este răcit de un sistem de refrigerare încorporat pentru înghețare rapidă. Seitz necesită aproximativ cinci zile de muncă non-stop pentru a pune pista înghețată pentru o alergare cu boboci.
Acest proces previne formarea straturilor de îngheț, care se formează atunci când aerul umed îngheață pe suprafața glaciară. Straturile de îngheț pot să prindă bule de aer în gheață, care pot ieși ca niște repere minuscule. „Nu ne gândim la ea [la gheață] ca la fluide, dar este la fel de fluid și se mișcă tot timpul”, spune Seitz. "Acele straturi de aer din gheață vor crea puncte slabe care pot izbucni și crea neconcordanțe pe suprafața gheții." Pentru un bobsled, un mic semn de mână poate provoca o săritură a saniei, perpetuând problema. "Un bump creează două denivelări creează trei denivelări, iar pe și pe și pe înainte", spune el.
Alte sporturi bazate pe gheață, precum hocheiul, patinajul pe gheață și curling-ul folosesc straturi la fel de meticuloase. Dar pentru fiecare sport, temperatura și grosimea ideale a gheții sunt diferite. Patinajul de gheață, de exemplu, prezintă toată gheața cea mai groasă și mai caldă: suprafața de aproximativ doi centimetri este ținută în jurul unui Fahrenheit de 25 de grade balsam, ceea ce permite patinatorilor să își agațe patinele în gheață, așa cum este necesar pentru a-și îndeplini salturile și învârtirile gravitației. .
O parte din magie nu este doar în inginerie - este în natura gheții în sine. La marginile sale, moleculele de apă din gheață nu sunt la fel de puternic blocate în fagurele ca în centrul său, creând un strat asemănător unui lichid, cunoscut sub denumirea de pre-topire, care unge suprafața și se crede că oferă gheții calitatea sa alunecoasă. Presiunea intensă a unui patin sau a unei lame aplicată pe o mică zveltă de gheață poate deprima ușor punctul de topire, ceea ce contribuie probabil la acel strat de apă. O topire ușoară din fricțiunea unei lame glisante pe suprafață este de asemenea de părere că adaugă lichid la amestec.
Unii maeștri de gheață încearcă măsuri creative pentru a obține o suprafață perfectă. Printre amatorii de gheață, există un mit de lungă durată potrivit căruia muzica poate ajuta la cristalizarea gheții. Pentru Olimpiada de Sochi din 2014, maestrul de gheață Dimitri Grigoriev a interpretat muzică clasică - „Patru anotimpuri”, de Vivaldi, pentru a fi exact - în timp ce a pus piesa înghețată. "Am avut joc clasic aici, astfel încât gheața să cristalizeze într-o manieră dură corespunzătoare, nu muzică rock, nu tăcere", a spus el pentru NPR, adăugând: "Sunt serios în privința asta, uită-te!" (NPR a privit-o, și nu există nici o știință de renume care să susțină această afirmație.)
Seitz nu este impresionat de astfel de superstiții. „Dacă vom face ceva, vom arăta probabil muzică heavy metal”, spune el - pentru echipaj, nu pentru gheață. El spune că acesta își păstrează echipajul „treaz și merge din greu” în timpul orei grele de muncă în care se află pista, spune el.
Carolina Kostner din Italia după ce a participat la patinajul feminin de patinaj gratuit în timpul Jocurilor Olimpice de Iarnă din 2014, la Sochi, Rusia. (Tribune Content Agency LLC / Alamy) Cu cât zăpadă mai mult
În calitate de doctorand glaciolog, Sarah Konrad și-a petrecut o bună parte din timp gândindu-se la zăpadă. Dar legătura ei cu lucrurile albe este, de asemenea, mai personală: a concurat atât la evenimentele de schi de biatlon cât și la schi de fond la Olimpiada de iarnă din 2006, la Torino, Italia, la 38 de ani - prima femeie din SUA care s-a calificat în două sporturi la jocurile de iarnă.
În mod surprinzător, cele mai lente condiții pentru sporturile cu zăpadă sunt cele care caută cel mai mult schiorii de agrement: pulbere proaspăt căzută.
Spre deosebire de gheață, care se formează din înghețarea apei, zăpada se formează din cristalizarea umidității sau a vaporilor de apă din atmosferă atunci când este "supercool", sau răcită chiar sub punctul său de îngheț. Pentru a forma într-adevăr un cristal, vaporii de apă trebuie să întâlnească ceva, precum un praf de praf, care să-i declanșeze cristalizarea. Exact de ce sunt necesare aceste particule și modul în care ajută la formarea zăpezii este încă în dezbatere, dar fără ele trebuie să fie uimitor de rece - mult sub -20 de grade Fahrenheit - pentru ca cristalele de gheață să se formeze singure.
Odată ce începe, cristalul atrage alți vapori de apă super-răciți să se îngrămădească în modele complexe. Cele șase fulgi de zăpadă „înaripate”, așa cum le numește Konrad, răsună aranjarea hexagonală a moleculelor de apă înghețate. Deși superbe, acele fulgi complicate nu sunt optime pentru sport. Marginile și unghiurile care fac ca fulgii de zăpadă să fie atât de atrăgători din punct de vedere vizual înseamnă, de asemenea, rugozitate pentru un vârf de călărie pentru schi și mers lent pentru olimpici. „Este o suprafață inegală, chiar și la nivel microscopic”, spune Konrad, care este în prezent directorul de proiect asociat la Universitatea din Wyoming.
Dar odată ce zăpada atinge solul, forma fulgului de zăpadă începe să se schimbe. În afară de efectele vântului și ale altor forțe fizice, fulgul de zăpadă se transformă lent în timp, devenind mai compact și rotunjit. „Treci de la acest cristal cu pene pline, la ceva care seamănă mai mult cu un rulment cu bile”, spune Konrad. "Asta e mult mai rapid, pentru că are margini mai puțin dure."
Unii constructori de cursuri de experți preferă chiar și zăpada artificială - care, spun ei, are o senzație de „zăpadă veche”, fără efortul de a îmbătrâni - față de fulgii naturali. Această zăpadă este creată prin pulverizarea unui strat fin de apă și aer comprimat pe parcurs. Extinderea aerului răcește umiditatea și o menține înalte, asigurând un timp adecvat de îngheț. Cristalele nu au condițiile și timpul necesar pentru a forma fulgii complexe cu șase aripi, spune Konrad, astfel încât forma rezultată este previzibilă, făcând ușor lucrul cu construcția de curs. „Dar asta scoate o parte din distracție”, adaugă Konrad.
Cu toate acestea, pentru cursurile alpine, se lucrează mult la asigurarea rapidă și durabilă a pistei. Inginerii vor uda adesea suprafața și apoi îi vor permite să înghețe, creând un traseu bine împachetat. Dar dacă zăpada este prea umedă sau aerul prea cald, cursul va fi repede stropit și se va destrăma. Persoanele responsabile pentru cursurile de zăpadă petrec luni întregi, cu tendințe de alergare care duc la jocuri - modelând și redimensionând constant fiecare colț și teren pentru a obține un echilibru perfect între un curs ferm, rapid și o foaie de gheață.
Desigur, uneori capriciile vremii sunt imposibil de corectat. Aceasta a fost o problemă la jocurile din 2014 de la Sochi, unde condiții neobișnuit de calde au dus la cursuri denivelate și zăpadă granulară sau „zahăr”. Pentru jumătatea conductei, mai mult de jumătate dintre concurenți au căzut în timpul rundei de calificare. Medalia olimpică de două ori Hannah Teter a numit-o pipa „periculoasă” și „proastă”.
Pentru schiul de fond, spune Konrad, „condițiile mai calde sunt în care cearele și structura dvs. devin extraordinar de importante”. Diferite combinații de ceară sunt aplicate pe fundul de schiuri - adesea prin călcare literală - pentru a le ajuta să alunece ușor deasupra zăpezii. Și dacă folosești ceară greșită, Konrad explică, „poți să-l sufli cu adevărat”. Echipele cheltuiesc sume exorbitante de bani și timp în tehnicile de ceară care se ocupă de aceste decizii, tehnicienii se îndreaptă către cursuri în cei doi ani care conduc la eveniment pentru a afla despre gama de condiții pe care le pot întâmpina și ce funcționează cel mai bine în fiecare.
...
Sporturile de iarnă se bazează pe - și există datorită - proprietăților unice ale apei înghețate. La urma urmei, subliniază Golden, patinajul cu gheață a început din cauza simplului fapt că gheața plutește deasupra unui iaz lichid. Într-un sens mai larg, diversitatea vieții care există la Polul Nord și Sud se datorează faptului că gheața formează un raft care susține viața deasupra și protejează tărâmul lichidului de mai jos. După cum se minunează Aurul: „Totul se datorează acestui lucru mic: pentru că forma solidă a apei este mai puțin densă decât forma lichidă.”
Cu toate acestea, pe măsură ce climatul se încălzește și ninsorile devin din ce în ce mai rare în unele localități, sporturile de iarnă în aer liber au fost amenințate. În Sochi, organizatorii au creat suficientă zăpadă pentru a acoperi 1.000 de terenuri de fotbal, acoperind grămezi voluminoase cu manta de yoga izolată ca păturile. Alături de tehnologia de a crea zăpadă artificială și de a păstra zăpada de la an la an, aceste tipuri de corecții pot deveni din ce în ce mai importante pentru Jocurile Olimpice din anii următori.
Din fericire, aceasta nu este îngrijorarea în PyeongChang, unde vânturile din februarie se ridică frecvent în cifrele unice. De fapt, temperaturile ar putea scădea chiar și sub condiții optime pentru anumite sporturi: pentru bobsled, spune Seitz, în temperaturi mult sub 23 de grade Farenheit, gheața este prea fragilă. Pentru schiul de fond, spune Konrad, „temperatura fericită” este în jur de 25 de grade Fahrenheit; orice frig și zăpadă devine uscat și lent.
Konrad ia toate condițiile în pas. "Din perspectiva schiorilor, nu există într-adevăr o zăpadă„ cea mai bună ", atât timp cât este acolo și comparabilă pentru toți concurenții, de obicei suntem destul de fericiți", spune ea.
Dar atâta timp cât există jocuri de iarnă, nu vor lipsi factorii și condițiile de care stăpânii meticuloși de gheață iau în considerare atunci când își fac mediul. După 45 de minute de vorbă cu gheață, l-am rugat pe Seitz să se gândească la apa înghețată. „Probabil aș putea continua și pentru totdeauna”, spune el.
