3. Hüdrosfäär

2. Igikelts. Teatud piirkondades on maapind aasta ringi külmunud olekus. Nendel aladel ei teki liustikujääd, kuid maa sees olev vesi on külmunud. Suuremad igikeltsa alad laiuvad Euraasia kirdeosas ja Põhja-Ameerikas. Igikülmunud pinnas hõlmab ligikaudu 1/5 kogu maismaast. Igikeltsa aladel sulab suvel üles vaid pinnase pealmine osa, sügavamad kihid jäävad alaliselt külmunuks. Nendele aladele on tüüpiline soostumine – liigvesi ei saa maapinda imbuda (igikelts takistab) ja aurumine on külmas kliimas väike.

3. Merejää. Suurtel laiustel, eriti mandriliustike naabruses, püsib meri kogu aasta jääs. Talvel on merejää ulatus suurem, suvel väiksem. Merejääga on kaetud suur osa Põhja-Jäämerest, kus jää keskmine paksus on veidi üle 2 m. Viimastel aastakümnetel on kliima soojenemise tõttu jääalade ulatus ja jää paksus kahanenud.

Jäätumine

Puhta jää tihedus moodustab puhta vee omast 91,7%, seega ulatub üle veepinna 8,3% jää massist. Soolasisalduse tõttu külmub merevesi umbes -1,8⁰ C juures ja erinevalt magedast veest suureneb tema tihedus külmumispunkti lähenedes. Seega, kui merevesi jahtub, hakkab ta vajuma. Ainult siis, kui mere kohal lasuv külm õhk on jahutanud umbes kolme meetri paksuse ülemise veekihi külmumispunktini, saab merejää moodustuda. Kõigepealt tekib jäänõeltest koosnev habras koorik. Järgmisena tekib püdel jää, mida meremehed nimetavad rasvjääks. Alguses on jääkristallid u 2,5 cm laiad ja 0,15 cm paksud, aga kui meri on vaikne, kasvavad kristallid kiiresti ja moodustavad jääkatte, eriti siis, kui õhukesele jääkihile langeb lund.

Kuni 10 cm paksune noor jää on plastiline ja liigub lainetega koos. Tuul ja lained võivad purustada jääkatte plaadikujulisteks tükkideks ja siis neid üksteise vastu loksutades tekitada nn kookjää ehk taldrikjää. See on selge märk tugeva jäätumise algusest.

Kui ilm on mitu päeva külm, siis nn jääkoogid ühinevad, muutuvad paksemaks ja moodustavad uusi jäävälju. Lõpuks moodustub 15-60 cm paksune merejää.

Mandri rannale kinnitunud jääd nimetatakse tugevaks ehk kinnisjääks; hoovustega rannast eemale triivivat jääd paakjääks. Kinnisjää pakseneb põhiliselt selle tõttu, et jää alumisele pinnale tekib uut jääd (eriti kehtib see Arktika merejää puhul), samal ajal kui 50% või enamgi paakjää paksenemisest toimub tormituulte mõjul kas jääkookide või väiksemate jääväljade üksteise otsa kuhjumisel.

Merejää all toimuvad protsessid erinevad oluliselt järvede ja jõgede jääkaane all aset leidvatest protsessidest. Kui mage vesi jahtub, siis tema tihedus suureneb, kuni vee temp on langenud u 4⁰ C-ni. Seal edasi jahtudes hakkab tihedus tasapisi vähenema kuni 0⁰ C-ni. Soolase vee tihedus 0⁰ C ja allpool nulli oleva külmumispunkti vahemikus suureneb. Seega on jääga kattunud järves külmem vesi kergem kui soojem ja nii tekivad kihid – kõige peal on jää, selle all külmem vesi ja põhjas soojem vesi. Meres aga jahutab jää enda all olevat vett, millest osa külmub, ülejäänu aga vajub allapoole (kui selle tihedus külmumispunktini jõudes suureneb), tema asemele tuleb soojem ja kergem vesi. Järelikult merejää all olev vesi ringleb pidevalt.

Merejää sisaldab alati veidi soola, kuid üldiselt on tema soolsus umbes ¹/10 merevee omast. Kui merejää külmub, surutakse sool välja, kuid ta püütakse jää sees olevatesse tillukestesse nn soolataskutesse. Mida kiirem on jäätumine, seda enam soola „vangi võetakse“ Nädalate ja kuude möödudes liigub kinnipüütud sool gravitatsiooni mõjul alapoole. Niimoodi muutuvad merejää ülemised kihid alumistest vähem soolaseks. Arktikas elavad eskimo rahvad tarvitavad pindmist jääd joogiveeks. Enam kui aastavanune merejää sisaldab soola vähem kui 0,1%.

Polaaralade merejää külmumine ja sulamine mõjutab suuresti mere pindmise veekihi soolsust. Jää moodustudes kontsentreerub sool merevette, sest kasvavad jääkristallid tõrjuvad soola välja. See suurendab mere soolsust. Kevadel ja suvel kaotab pindmine veekiht jää sulamise tõttu suurema osa oma soolsusest.

Polaarpiirkondades mõjutab jää oluliselt ka piirkonna kliimat. Jääkate piirab ookeani ja atmosfääri vahelist soojuse vahetust. Kevadel peegeldab merejää päikeseenergiat tagasi, kuigi see võiks ookeani soojendada ja lasta suvel varem saabuda. Talve alguses peegeldab uus jää viimsegi päikesevalguse tagasi ja isoleerib suhteliselt sooja ookeani õhust, nii et talv saabub seega palju varem.

Jäämäed

Jäämäed ei koosne mereveest. Nad tekivad maismaal, saades alguse mandrijääle langevast lumest. Lumi kuhjub ja tiheneb palju aastaid, samal ajal liigub liustik aeglaselt mere poole. Jõudnud mereni, triivib osa jääd liustiku murdudes vette, osa jääb jääkeeltena või ühtse šelfiliustikuna ookeani pinnale ujuma. Igal aastal murdub Antarktikas tuhandeid jäämägesid, mis triivivad laialipillutatuna Lõuna-Jäämeres, enamasti siiski polaarfrondist lõuna pool, kus vesi on piisavalt külm, takistamaks nende kiiret sulamist. Arktikas on jäämägesid vähem, sest vähem on ka liustikega kaetud maad.

Nagu eespool juba öeldud, jääb jääst vee peale vähem kui 10%, ülejäänu on vee sees. Väiksemad jäämäed muutuvad veealuse osa sulades tipust raskemaks ja võivad tasakaalu kaotades kiiresti ümber pöörduda. Suuremad jäämäed nagu plahvataksid võimsalt, nad pudenevad paljudeks tükkideks ning tekitavad suuri laineid ja ohtlikke keeriseid.

1970. aastatel tekitas suurt huvi mõte pukseerida jäämägesid Austraalia, Lõuna-Ameerika ja Aafrika kõrbeliste rannikute lähedale, et niisutada viljatut maad mageda veega. See julge plaan ei olnud läbinisti utoopiline, kuigi kulud olnuksid tohutud. Pärast kõikide asjaolude kaalumist lükati plaan siiski tagasi. Üheks arutlusteemaks oli turvalisus, kuid põhiküsimuseks peeti jäämäe veealust osa, mis oleks suure tõenäosusega mandrilavale kinni jäänud – liialt kaugele maast, et torusid mööda vett kaldale juhtida.