Oblik leda može se pronaći u Zemljinom plaštu, kao i na velikim mjesecima i planetima prekrivenim vodom.
Svojstva leda i procesa njegovog nastanka nisujedinstven i podsjeća na druge materijale. To znači da se mijenja s promjenama temperature i tlaka. Ugljik funkcionira po istoj logici, iz koje se može dobiti dijamant ili grafit. Ali postoje iznimke, jer znanstvenici znaju da led ima više od dvadeset čvrstih oblika.
U svom su radu fizičari koristili lasersko grijanje i dijamantni nakovanj kako bi otkrili novi oblik leda.
Led ima preko dvadeset čvrstih oblika
Kako su istraživači saznali za novi oblik leda?
Za početak, voda je stavljena u posude između dva dijamanta. Taj se mehanizam naziva ćelija dijamantnog nakovnja.
Sastoji se od dva dijamanta stožastog oblika,smještene jedna nasuprot drugoj na površini od 1 mm u promjeru. Time možete stvoriti pritisak od nekoliko milijuna atmosfera. Dijamant je također proziran, tako da se uzorak koji se proučava može proučavati na različite načine. Znanstvenici su reproducirali pritisak koji postoji u središtu našeg planeta.
Nakon toga, led koji se nalazi između dijamanata zagrijan je laserom. Djelomično se otopio, a zatim se pretvorio u veliki broj malih kristala.
Znanstvenici su povećali pritisak i otkrili da je ledbio u dobro poznatom kubičnom obliku Ice VII, a zatim se pretvorio u novu, neistraženu, međufazu Ice VIIT. Nazvali su ga tetragonalnim. Nakon toga, led je završio u drugoj već proučavanoj fazi, Ice X.
Led VII je kubična faza leda s neuređenim rasporedom atoma vodika.
Led X je simetrična faza u kojoj su protoni uređeni. Može se dobiti pri tlaku od 70 GPa.
Prema riječima istraživača, skrenuli su pozornost na činjenicu da je oblik Ice X dobiven pri neočekivano niskom tlaku. Iznosio je 300 tisuća atmosfera, a ne 1 milijun.
“U svom radu smo pokazali da je moguće dobitiIce X faza i nemojte koristiti tako visok tlak kako je predviđeno. Ovo je važna informacija koju smo dobili zahvaljujući ultra preciznim mjerenjima”, rekao je Ashkan Salamat, fizičar iz laboratorija UNLV.
Tijekom rada, istraživači su također koristili superračunalo kako bi simulirali ponovno ožičenje veze i predvidjeli gdje će se dogoditi fazni prijelaz.
Znanstvenici su povećali pritisak i otkrili da je led u dobro poznatom kubičnom obliku Ice VII, a zatim se pretvorio u novi, neistraženi i srednji stupanj Ice VIIT
Ima li led mnogo oblika?
Da, postoji više od 20 oblika leda. Navest ćemo ne sve, već prvih sedam. Informacije o ostalim vrstama su javno dostupne.
- Amorfni led je led bez kristalne strukture gdje su molekule vode raspoređene nasumično. To je kao atomi u običnom staklu.
- Led Ih je pravilan heksagonalni kristalni led. Uključuje gotovo sav postojeći led u biosferi.
- Ice Ic je metastabilni kubični kristalni led. Nastaje na -53°C: može postojati na temperaturama do -33°C. Ova vrsta leda može nastati u gornjim slojevima atmosfere.
- Led II je romboedarski kristalni oblik s visoko uređenom strukturom. Ova vrsta leda može se dobiti iz prethodno spomenutog Ice Ih komprimiranjem na -63°C do -83°C.
- Led III je tetragonalni kristalni led i može se stvoriti na temperaturama od -23 °C i tlaku od čak 300 MPa.
- Ice IV je metastabilna romboedarska faza. Ova faza se može dobiti postupnim zagrijavanjem amorfnog leda na 810 MPa.
- Led V je monoklinska kristalna faza. Nastaje kada se voda ohladi na -20,15 °C i tlak od 500 MPa.
Zašto se na Zemlji ne može pronaći nova faza leda?
Prema autorima, malo je vjerojatno da će pronaći novu fazuleda na Zemlji, budući da ne postoje pogodni uvjeti za njegovo stvaranje. Ali uvjeti pod kojima nastaje su u plaštu našeg planeta, kao i na velikim mjesecima ili na planetima s puno vode.
Prema autorima, teško da je moguće pronaći novu fazu leda na Zemlji, jer ovdje ne postoje pogodni uvjeti za njegovo stvaranje.
Zašto moramo znati o različitim oblicima leda?
Veliki planeti bogati vodom daleko su od Zemlje i nisu dio našeg sunčevog sustava. Zahvaljujući novim informacijama, astronomi će moći saznati više o ovim objektima.
Ovaj će rad promijeniti razumijevanje sastava znanstvenikaegzoplanete, rekao je Ashkan Salamat, fizičar iz laboratorija UNLV. Autori su sugerirali da bi proučavanje novog oblika leda pomoglo istraživačima da saznaju više o mogućem izvanzemaljskom životu izvan našeg Sunčevog sustava.
Čitaj više:
"James Webb" napravio je najjasniju fotografiju zvijezde u povijesti
Na dubini od 8.000 metara znanstvenici su pronašli čudne bakterije: nije se očekivalo da će se tamo vidjeti
Znanstvenici nailaze na 1500 godina staru arheološku anomaliju