Une forme de glace peut être trouvée dans le manteau terrestre, ainsi que sur les grandes lunes et les planètes recouvertes d'eau.
Les propriétés de la glace et le processus de sa formation ne sont pasunique et rappelant d'autres matériaux. Cela signifie qu'il change avec les changements de température et de pression. Le carbone fonctionne selon la même logique, à partir duquel on peut obtenir soit du diamant, soit du graphite. Mais il y a des exceptions, car les scientifiques savent que la glace a plus de vingt formes solides.
Dans leurs travaux, les physiciens ont utilisé le chauffage au laser et une enclume en diamant pour découvrir une nouvelle forme de glace.
La glace a plus de vingt formes solides
Comment les chercheurs ont-ils découvert la nouvelle forme de glace ?
Pour commencer, l’eau était placée dans des récipients entre deux diamants. Ce mécanisme est appelé cellule à enclume en diamant.
Il est composé de deux diamants de forme conique,situés l'un en face de l'autre sur une superficie de 1 mm de diamètre. Avec cela, vous pouvez créer une pression de plusieurs millions d'atmosphères. Le diamant est également transparent, de sorte que l'échantillon étudié peut être étudié de différentes manières. Les scientifiques ont reproduit la pression qui existe au centre de notre planète.
Après cela, la glace située entre les diamants a été chauffée avec un laser. Il a partiellement fondu, puis s'est transformé en un grand nombre de petits cristaux.
Les scientifiques ont augmenté la pression et ont constaté que la glaceétait sous la forme cubique bien connue de Ice VII, puis s'est transformé en une nouvelle étape intermédiaire inexplorée de Ice VIIT. Ils l'ont appelé tétragonal. Après cela, la glace s'est retrouvée dans une autre phase déjà étudiée, Ice X.
La glace VII est une phase cubique de glace avec un arrangement désordonné d'atomes d'hydrogène.
Ice X est une phase symétrique dans laquelle les protons sont ordonnés. Il peut être obtenu à une pression de 70 GPa.
Selon les chercheurs, ils ont attiré l'attention sur le fait que la forme Ice X a été obtenue à une pression étonnamment basse. Il s'élevait à 300 000 atmosphères, et non à 1 million.
« Dans nos travaux, nous avons montré qu'il est possible d'obtenirGlacez la phase X et n'utilisez pas une pression aussi élevée que prévu. Ce sont des informations importantes que nous avons reçues grâce à des mesures ultra-précises », a déclaré Ashkan Salamat, physicien du laboratoire UNLV.
Au cours des travaux, les chercheurs ont également utilisé un supercalculateur pour simuler le recâblage des liaisons et prédire où se produirait une transition de phase.
Les scientifiques ont augmenté la pression et ont découvert que la glace était sous la forme cubique bien connue Ice VII, puis s'est transformée en une nouvelle étape inexplorée et intermédiaire Ice VIIT
La glace a-t-elle plusieurs formes ?
Oui, il existe plus de 20 formes de glace. Nous ne listerons pas tous, mais les sept premiers. Les informations sur d’autres espèces sont accessibles au public.
- La glace amorphe est une glace sans structure cristalline où les molécules d'eau sont disposées de manière aléatoire. C'est comme des atomes dans du verre ordinaire.
- La glace Ih est de la glace cristalline hexagonale régulière. Il comprend presque toute la glace existante dans la biosphère.
- La glace Ic est une glace cristalline cubique métastable. Il se forme à -53°C : il peut exister à des températures aussi basses que -33°C. Ce type de glace peut se former dans la haute atmosphère.
- Ice II est une forme cristalline rhomboédrique avec une structure hautement ordonnée. Ce type de glace peut être obtenu à partir de la glace Ih mentionnée précédemment en la comprimant entre -63°C et -83°C.
- La glace III est de la glace cristalline tétragonale et peut être créée à des températures aussi basses que -23 °C et à une pression aussi basse que 300 MPa.
- Ice IV est une phase rhomboédrique métastable. Cette phase peut être obtenue en chauffant progressivement de la glace amorphe à 810 MPa.
- Ice V est une phase cristalline monoclinique. Il se forme lorsque l'eau est refroidie à -20,15 °C et à une pression de 500 MPa.
Pourquoi ne trouve-t-on pas une nouvelle phase de glace sur Terre ?
Selon les auteurs, il n'est guère possible de trouver une nouvelle phaseglace sur Terre, car il n'y a pas de conditions propices à sa création. Mais les conditions dans lesquelles il se forme se trouvent dans le manteau de notre planète, ainsi que sur de grandes lunes ou sur des planètes avec beaucoup d'eau.
Selon les auteurs, il n'est guère possible de trouver une nouvelle phase de glace sur Terre, car il n'y a pas ici de conditions propices à sa création.
Pourquoi avons-nous besoin de connaître les différentes formes de glace ?
Les grandes planètes riches en eau sont éloignées de la Terre et ne font pas partie de notre système solaire. Grâce aux nouvelles informations, les astronomes pourront en apprendre davantage sur ces objets.
Ce travail changera la compréhension des scientifiques de la compositionexoplanètes, a déclaré Ashkan Salamat, physicien au laboratoire UNLV. Les auteurs ont suggéré que l'étude d'une nouvelle forme de glace aiderait les chercheurs à en savoir plus sur une éventuelle vie extraterrestre en dehors de notre système solaire.
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