霜柱はなぜ立つの？【疑問氷解】

Ｑ：どうして「しもばしら」が朝、土の下にあるの？（埼玉県入間市・小４）

地中の水がこおって柱状に

　Ａ　寒い冬の朝、できたての霜柱をザックザク踏んで歩くことのなんと楽しいこと。真新しい霜柱を探して地面をよく見ると、霜柱のある土は盛り上がっていることがわかります。 　

 　「霜柱が立つのは、水の性質が関係しています」と話すのは、日本科学未来館の科学コミュニケーター、雨宮崇さんです。

　霜柱は、地上が０度以下で、地中が０度以上の時にできます。これは言い換えると、土の中のどこかの地点がちょうど０度ということ＝＜図１＞。水は０度で氷になるため、０度付近でなにかきっかけが起きると、土の中の水分がこおりはじめます＝＜図２＞。

 　水は氷になる時に体積が増えるという特性があります。このため、土の中でも水から氷になると体積が増えます。そして、地中の下の方にある水分が吸い上げられてまた氷になり、さらに体積が増えます。こうしてどんどん霜柱が高くなっていきます＝＜図３＞。土が盛り上がるのは、地中の霜柱がその上にある土を押し上げながら大きくなるためです。

　「霜柱と霜柱のあいだには空気が入っています。これが、霜柱を踏むとサクッとくずれる理由です」。また雨宮さんは、畑の腐葉土のように粒の大きな土のほうが水分を含みやすく、霜柱が立ちやすいと教えてくれました。砂浜のように粒の小さな場所では、水は下に逃げていくためです。

 　ちなみに、「霜が降りる」のは別の現象で、空気中の水蒸気が冷やされ氷になり、地面や草木にくっつくことを意味します。気体からいっきに固体になることを「霜が降りる」という一方で、「霜柱が立つ」は、液体の水から固体の氷になることを指しています。【毎日小学生新聞編集部】（毎日小学生新聞２０１６年１月２４日掲載）

★「疑問氷解」は毎日小学生新聞で毎週月曜日連載中！

　有料ゆうりょうのプレミアム会員かいいん・DX会員かいいんになると、最新号さいしんごうはもちろん、2019年ねん５月号以降がつごういこうのバックナンバーが読よみ放題ほうだい！
　プログラミング、温暖化おんだんか、プラごみ、SDGsなど役立やくだつ内容ないようが充実じゅうじつ。学校がっこうでの学習がくしゅうや、自由研究じゆうけんきゅうのアイデア、中学受験ちゅうがくじゅけんに出でる時事問題じじもんだいにも強つよくなります。
　各かくプランの特徴とくちょう、お申もうし込こみは以下いかから！