Форма льда может находиться в составе мантии Земли, а еще на больших лунах и планетах, покрытых водой.
A jég tulajdonságai és képződésének folyamata nemegyedi és más anyagokra emlékeztet. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet és a nyomás változásával változik. A szénfüggvények ugyanazon logika szerint, amelyekből akár gyémánt, akár grafit nyerhető. De vannak kivételek, mivel a tudósok tudják, hogy a jégnek több mint húsz szilárd formája van.
A fizikusok munkájuk során lézeres melegítést és gyémánt üllőt használtak a jég új formájának felfedezésére.
A jégnek több mint húsz szilárd alakja van
Honnan értesültek a kutatók a jég új formájáról?
Для начала воду поместили в емкости мeжду двух алмазов. Этот механизм называется ячейка с aлмазной накoвальнeй.
Oна сoстоит из двух aлмазов в форме конуса, расположены друг напротив друга на площади в 1 мм в диаметре. С пoмощью этого мoжно создать давление в несколько миллионов aтмосфер. Также алмаз прозрачный, поэтому исследуемый образец, можно изучать разными способами. Ученые воспроизвели давление, которое есть в центре нашей планеты.
Ezt követően a gyémántok között elhelyezkedő jeget lézerrel felmelegítették. Részben megolvadt, majd nagyszámú kis kristályokká alakult.
A tudósok növelték a nyomást, és megállapították, hogy a jégaz Ice VII jól ismert köbös alakjában volt, majd az Ice VIIT új, feltáratlan, köztes szakaszává változott. Tetragonálisnak hívták. Ezt követően a jég egy másik, már vizsgált fázisba, az Ice X-be került.
Ice VII — этo кубичeская фaза льда с неупорядоченным расположением атомов водорода.
Az Ice X egy szimmetrikus fázis, amelyben a protonok rendezettek. 70 GPa nyomáson érhető el.
A kutatók szerint felhívták a figyelmet arra, hogy az Ice X alakzatot váratlanul alacsony nyomáson kapták. 300 ezer atmoszférát tett ki, nem 1 milliót.
„Munkánkban megmutattuk, hogy meg lehet szerezniIce X fázis, és ne használjon olyan nagy nyomást, mint ahogyan azt tervezték. Ez fontos információ, amelyet az ultraprecíz méréseknek köszönhetően kaptunk” – mondta Ashkan Salamat, az UNLV laboratóriumának fizikusa.
A munka során a kutatók szuperszámítógépet is használtak a kötés-újrahuzalozás szimulálására és annak előrejelzésére, hogy hol fog bekövetkezni a fázisátalakulás.
A tudósok növelték a nyomást, és megállapították, hogy a jég a jól ismert Ice VII köbös alakban volt, majd egy új, feltáratlan és köztes stádiumú Ice VIIT.
A jégnek sok formája van?
Да, существует более 20 форм льда. Мы перечислим не все, а первые семь. Информация об остальных видах есть в открытом доступе.
- Az amorf jég kristályszerkezet nélküli jég, ahol a vízmolekulák véletlenszerűen helyezkednek el. Olyan, mint az atomok a normál üvegben.
- Ice Ih szabályos hatszögletű kristályos jég. Ez magában foglalja a bioszférában található szinte minden jeget.
- Az Ice Ic egy metastabil köbös kristályos jég. -53°C-on képződik: akár -33°C-on is létezhet. Ez a fajta jég a felső légkörben képződhet.
- Az Ice II egy romboéderes kristályforma, erősen rendezett szerkezettel. Ezt a fajta jeget a korábban említett Ice Ih-ből -63°C és -83°C közötti összepréseléssel lehet előállítani.
- Ice III — это тетрагональный кристаллический лед, его можно создать при температуре до -23 °C и давлении в 300 МПа.
- Az Ice IV egy metastabil romboéder fázis. Ez a fázis az amorf jég fokozatos, 810 MPa-ra történő melegítésével érhető el.
- Ice V — это моноклинная кристаллическая фаза. Образуется при охлаждении воды до -20,15 °C и давлении в 500 МПа.
Miért nem található a jég új fázisa a Földön?
A szerzők szerint aligha lehet új szakaszt találnijég a Földön, mivel nincsenek megfelelő feltételek a létrehozásához. De a kialakulásának körülményei a bolygónk köpenyében, valamint a nagy holdakon vagy a sok vízzel rendelkező bolygókon vannak.
A szerzők szerint aligha lehet új jégfázisot találni a Földön, hiszen itt nincsenek megfelelő feltételek a keletkezéséhez.
Miért kell tudnunk a jég különböző formáiról?
Крупные богатые водой планеты находятся далеко от Земли и не входят в нашу Солнечную систему. Благодаря новой информации астрономы смогут узнать больше об этих объектах.
Ez a munka megváltoztatja a tudósok felfogását az összetételrőlexobolygók – mondta Ashkan Salamat, az UNLV labor fizikusa. A szerzők azt javasolták, hogy a jég új formájának tanulmányozása segítene a kutatóknak többet megtudni a naprendszerünkön kívüli lehetséges földönkívüli életről.
Olvass tovább:
"James Webb" a történelem legtisztább fotóját készítette egy sztárról
8000 méteres mélységben furcsa baktériumokra bukkantak a tudósok: ott nem számítottak rájuk
A tudósok 1500 éves régészeti anomáliára bukkannak