Μια μορφή πάγου μπορεί να βρεθεί στον μανδύα της Γης, καθώς και σε μεγάλα φεγγάρια και πλανήτες καλυμμένους με νερό.
Οι ιδιότητες του πάγου και η διαδικασία σχηματισμού του δεν είναιμοναδικό και θυμίζει άλλα υλικά. Αυτό σημαίνει ότι αλλάζει με τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση. Ο άνθρακας λειτουργεί σύμφωνα με την ίδια λογική, από την οποία μπορεί να ληφθεί είτε διαμάντι είτε γραφίτης. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις, καθώς οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι ο πάγος έχει περισσότερες από είκοσι στερεές μορφές.
Στην εργασία τους, οι φυσικοί χρησιμοποίησαν θέρμανση με λέιζερ και ένα διαμαντένιο αμόνι για να ανακαλύψουν μια νέα μορφή πάγου.
Ο πάγος έχει πάνω από είκοσι στερεά σχήματα
Πώς έμαθαν οι ερευνητές για τη νέα μορφή πάγου;
Αρχικά, το νερό τοποθετήθηκε σε δοχεία ανάμεσα σε δύο διαμάντια. Αυτός ο μηχανισμός ονομάζεται κύτταρο άκμονα διαμαντιού.
Αποτελείται από δύο διαμάντια σε σχήμα κώνου,βρίσκονται το ένα απέναντι από το άλλο σε μια περιοχή διαμέτρου 1 mm. Με αυτό, μπορείτε να δημιουργήσετε πίεση πολλών εκατομμυρίων ατμοσφαιρών. Το διαμάντι είναι επίσης διαφανές, επομένως το υπό μελέτη δείγμα μπορεί να μελετηθεί με διαφορετικούς τρόπους. Οι επιστήμονες έχουν αναπαράγει την πίεση που υπάρχει στο κέντρο του πλανήτη μας.
Μετά από αυτό, ο πάγος που βρισκόταν ανάμεσα στα διαμάντια θερμάνθηκε με λέιζερ. Έλειωσε εν μέρει και στη συνέχεια μετατράπηκε σε μεγάλο αριθμό μικρών κρυστάλλων.
Οι επιστήμονες αύξησαν την πίεση και διαπίστωσαν ότι ο πάγοςήταν στη γνωστή κυβική μορφή του Ice VII, και στη συνέχεια μετατράπηκε σε ένα νέο, ανεξερεύνητο, ενδιάμεσο στάδιο του Ice VIIT. Το έλεγαν τετραγωνικό. Μετά από αυτό, ο πάγος κατέληξε σε μια άλλη ήδη μελετημένη φάση, το Ice X.
Ο πάγος VII είναι μια κυβική φάση πάγου με διαταραγμένη διάταξη ατόμων υδρογόνου.
Το Ice X είναι μια συμμετρική φάση κατά την οποία τα πρωτόνια ταξινομούνται. Μπορεί να ληφθεί σε πίεση 70 GPa.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, επέστησαν την προσοχή στο γεγονός ότι το σχήμα Ice X αποκτήθηκε σε απροσδόκητα χαμηλή πίεση. Ανήλθε σε 300 χιλιάδες ατμόσφαιρες, όχι 1 εκατομμύριο.
«Στη δουλειά μας, δείξαμε ότι είναι δυνατό να αποκτήσουμεIce X φάση και μην χρησιμοποιείτε τόσο υψηλή πίεση όσο προβλέπεται. Αυτές είναι σημαντικές πληροφορίες που λάβαμε χάρη σε εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις», δήλωσε ο Ashkan Salamat, φυσικός από το εργαστήριο UNLV.
Κατά τη διάρκεια της εργασίας, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης έναν υπερυπολογιστή για να προσομοιώσουν την επανακαλωδίωση δεσμών και να προβλέψουν πού θα συμβεί μια μετάβαση φάσης.
Οι επιστήμονες αύξησαν την πίεση και διαπίστωσαν ότι ο πάγος ήταν στη γνωστή κυβική μορφή Ice VII και στη συνέχεια μετατράπηκε σε ένα νέο, ανεξερεύνητο και ενδιάμεσο στάδιο Ice VIIT
Ο πάγος έχει πολλές μορφές;
Ναι, υπάρχουν περισσότερες από 20 μορφές πάγου. Δεν θα απαριθμήσουμε όλα, αλλά τα πρώτα επτά. Οι πληροφορίες για άλλα είδη είναι διαθέσιμες στο κοινό.
- Ο άμορφος πάγος είναι πάγος χωρίς κρυσταλλική δομή όπου τα μόρια του νερού είναι διατεταγμένα τυχαία. Είναι σαν άτομα σε συνηθισμένο γυαλί.
- Ο πάγος Ih είναι κανονικός εξαγωνικός κρυσταλλικός πάγος. Περιλαμβάνει σχεδόν όλο τον πάγο που υπάρχει στη βιόσφαιρα.
- Το Ice Ic είναι ένας μετασταθερός κυβικός κρυσταλλικός πάγος. Σχηματίζεται στους -53°C: μπορεί να υπάρχει σε θερμοκρασίες έως και -33°C. Αυτός ο τύπος πάγου μπορεί να σχηματιστεί στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
- Το Ice II είναι μια ρομβοεδρική κρυσταλλική μορφή με μια εξαιρετικά διατεταγμένη δομή. Αυτός ο τύπος πάγου μπορεί να ληφθεί από τον προαναφερθέντα πάγο Ih συμπιέζοντάς τον στους -63°C έως -83°C.
- Ο Ice III είναι τετραγωνικός κρυσταλλικός πάγος και μπορεί να δημιουργηθεί σε θερμοκρασίες έως -23 °C και πίεση έως 300 MPa.
- Το Ice IV είναι μια μετασταθερή ρομβοεδρική φάση. Αυτή η φάση μπορεί να επιτευχθεί με σταδιακή θέρμανση άμορφου πάγου στα 810 MPa.
- Το Ice V είναι μια μονοκλινική κρυσταλλική φάση. Σχηματίζεται όταν το νερό ψύχεται στους -20,15 °C και πίεση 500 MPa.
Γιατί δεν μπορεί να βρεθεί μια νέα φάση πάγου στη Γη;
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, δύσκολα είναι δυνατό να βρεθεί μια νέα φάσηπάγος στη Γη, αφού δεν υπάρχουν κατάλληλες συνθήκες για τη δημιουργία του. Όμως οι συνθήκες κάτω από τις οποίες σχηματίζεται είναι στον μανδύα του πλανήτη μας, καθώς και σε μεγάλα φεγγάρια ή σε πλανήτες με πολύ νερό.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, είναι δύσκολο να βρεθεί μια νέα φάση πάγου στη Γη, αφού δεν υπάρχουν κατάλληλες συνθήκες για τη δημιουργία του εδώ.
Γιατί πρέπει να γνωρίζουμε για τις διάφορες μορφές πάγου;
Μεγάλοι, πλούσιοι σε νερό πλανήτες βρίσκονται μακριά από τη Γη και δεν αποτελούν μέρος του ηλιακού μας συστήματος. Χάρη στις νέες πληροφορίες, οι αστρονόμοι θα μπορούν να μάθουν περισσότερα για αυτά τα αντικείμενα.
Αυτή η εργασία θα αλλάξει την κατανόηση των επιστημόνων για τη σύνθεσηεξωπλανήτες, είπε ο Ashkan Salamat, φυσικός στο εργαστήριο UNLV. Οι συγγραφείς πρότειναν ότι η μελέτη μιας νέας μορφής πάγου θα βοηθούσε τους ερευνητές να μάθουν περισσότερα για πιθανή εξωγήινη ζωή έξω από το ηλιακό μας σύστημα.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο «James Webb» τράβηξε την πιο καθαρή φωτογραφία ενός σταρ στην ιστορία
Σε βάθος 8.000 μέτρων, οι επιστήμονες βρήκαν περίεργα βακτήρια: δεν περίμεναν να τα δουν εκεί
Οι επιστήμονες σκοντάφτουν σε αρχαιολογική ανωμαλία 1.500 ετών