Форма на лед може да се намери в мантията на Земята, както и на големи луни и планети, покрити с вода.
Свойствата на леда и процеса на неговото образуване не сауникални и напомнящи за други материали. Това означава, че се променя с промени в температурата и налягането. Въглеродът функционира по същата логика, от която може да се получи или диамант, или графит. Но има изключения, тъй като учените знаят, че ледът има повече от двадесет твърди форми.
В работата си физиците са използвали лазерно нагряване и диамантена наковалня, за да открият нова форма на лед.
Ледът има над двадесет твърди форми
Как изследователите разбраха за новата форма на лед?
Като начало водата беше поставена в контейнери между два диаманта. Този механизъм се нарича клетка с диамантена наковалня.
Състои се от два конусовидни диаманта,разположени един срещу друг на площ от 1 mm в диаметър. С това можете да създадете налягане от няколко милиона атмосфери. Диамантът също е прозрачен, така че изследваната проба може да бъде изследвана по различни начини. Учените са възпроизвели налягането, което съществува в центъра на нашата планета.
След това ледът, разположен между диамантите, се нагрява с лазер. Той частично се разтопи и след това се превърна в голям брой малки кристали.
Учените увеличили налягането и установили, че ледътбеше в добре познатата кубична форма на Ice VII, а след това се превърна в нов, неизследван, междинен етап на Ice VIIT. Наричаха го тетрагонална. След това ледът се оказа в друга вече проучена фаза, Ice X.
Лед VII е кубична фаза от лед с неподредено разположение на водородните атоми.
Ice X е симетрична фаза, в която протоните са подредени. Може да се получи при налягане от 70 GPa.
Според изследователите те са обърнали внимание на факта, че формата на Ice X е получена при неочаквано ниско налягане. Възлизаше на 300 хиляди атмосфери, а не на 1 милион.
„В нашата работа показахме, че е възможно да се получиIce X фаза и не използвайте толкова високо налягане, колкото е предвидено. Това е важна информация, която получихме благодарение на свръхпрецизните измервания“, каза Ашкан Саламат, физик от лабораторията на UNLV.
По време на работата изследователите също са използвали суперкомпютър, за да симулират повторно окабеляване на връзките и да предскажат къде ще настъпи фазов преход.
Учените увеличиха налягането и установиха, че ледът е в добре познатата кубична форма Ice VII, а след това се превърна в нов, неизследван и междинен етап Ice VIIT
Ледът има ли много форми?
Да, има повече от 20 форми на лед. Ще изброим не всички, а първите седем. Информацията за други видове е публично достъпна.
- Аморфният лед е лед без кристална структура, където водните молекули са подредени произволно. Това е като атоми в обикновено стъкло.
- Ice Ih е обикновен шестоъгълен кристален лед. Той включва почти целия съществуващ лед в биосферата.
- Ice Ic е метастабилен кубичен кристален лед. Образува се при -53°C: може да съществува при температури до -33°C. Този вид лед може да се образува в горните слоеве на атмосферата.
- Ice II е ромбоедрична кристална форма със силно подредена структура. Този тип лед може да бъде получен от гореспоменатия Ice Ih чрез компресирането му при -63°C до -83°C.
- Лед III е тетрагонален кристален лед и може да се създаде при ниски температури до -23 °C и налягане до 300 MPa.
- Ice IV е метастабилна ромбоедрична фаза. Тази фаза може да се получи чрез постепенно нагряване на аморфен лед при 810 MPa.
- Ice V е моноклинна кристална фаза. Образува се при охлаждане на водата до -20,15 °C и налягане от 500 MPa.
Защо не може да се открие нова фаза на леда на Земята?
Според авторите едва ли е възможно да се намери нова фазалед на Земята, тъй като няма подходящи условия за създаването му. Но условията, при които се образува, са в мантията на нашата планета, както и на големи луни или на планети с много вода.
Според авторите едва ли е възможно да се намери нова фаза на леда на Земята, тъй като тук няма подходящи условия за създаването му.
Защо трябва да знаем за различните форми на лед?
Големи, богати на вода планети са далеч от Земята и не са част от нашата слънчева система. Благодарение на новата информация астрономите ще могат да научат повече за тези обекти.
Тази работа ще промени разбирането на учените за съставаекзопланети, каза Ашкан Саламат, физик от лабораторията на UNLV. Авторите предполагат, че изучаването на нова форма на лед ще помогне на изследователите да научат повече за възможния извънземен живот извън нашата слънчева система.
Прочетете още:
"Джеймс Уеб" направи най-ясната снимка на звезда в историята
На дълбочина от 8000 метра учените откриха странни бактерии: не се очакваше да бъдат видени там
Учените се натъкват на 1500-годишна археологическа аномалия