Ledus formu var atrast Zemes apvalkā, kā arī uz lieliem pavadoņiem un planētām, kuras klāj ūdens.
Ledus īpašības un tā veidošanās process navunikāls un atgādina citus materiālus. Tas nozīmē, ka tas mainās, mainoties temperatūrai un spiedienam. Oglekļa funkcijas pēc tās pašas loģikas, no kuras var iegūt vai nu dimantu, vai grafītu. Bet ir izņēmumi, jo zinātnieki zina, ka ledus ir vairāk nekā divdesmit cieto formu.
Savā darbā fiziķi izmantoja lāzera sildīšanu un dimanta laktu, lai atklātu jaunu ledus veidu.
Ledumam ir vairāk nekā divdesmit cietas formas
Kā pētnieki uzzināja par jauno ledus veidu?
Sākumā ūdens tika ievietots traukos starp diviem dimantiem. Šo mehānismu sauc par dimanta laktas šūnu.
Tas sastāv no diviem konusa formas dimantiem,atrodas viens otram pretī 1 mm diametrā. Ar to jūs varat izveidot vairāku miljonu atmosfēru spiedienu. Dimants ir arī caurspīdīgs, tāpēc pētāmo paraugu var pētīt dažādos veidos. Zinātnieki ir atveidojuši spiedienu, kas pastāv mūsu planētas centrā.
Pēc tam ledus, kas atradās starp dimantiem, tika uzkarsēts ar lāzeru. Tas daļēji izkusa un pēc tam pārvērtās par lielu skaitu mazu kristālu.
Zinātnieki palielināja spiedienu un atklāja, ka ledusbija labi zināmajā Ice VII kubiskajā formā un pēc tam pārvērtās par jaunu, neizpētītu Ice VIIT starpposmu. Viņi to sauca par tetragonālu. Pēc tam ledus nokļuva citā, jau izpētītā fāzē, Ice X.
Ledus VII ir ledus kubiskā fāze ar nesakārtotu ūdeņraža atomu izvietojumu.
Ledus X ir simetriska fāze, kurā protoni ir sakārtoti. To var iegūt ar spiedienu 70 GPa.
Pēc pētnieku domām, viņi vērsa uzmanību uz to, ka Ice X forma iegūta ar negaidīti zemu spiedienu. Tas sasniedza 300 tūkstošus atmosfēru, nevis 1 miljonu.
“Savā darbā esam parādījuši, ka ir iespējams iegūtLedus X fāze un neizmantojiet tik augstu spiedienu, kā paredzēts. Tā ir svarīga informācija, ko esam saņēmuši, pateicoties īpaši precīziem mērījumiem,” sacīja UNLV laboratorijas fiziķis Aškans Salamats.
Darba laikā pētnieki izmantoja arī superdatoru, lai modelētu savienojumu pārveidošanu un prognozētu, kur notiks fāzes pāreja.
Zinātnieki paaugstināja spiedienu un atklāja, ka ledus bija labi zināmā kubiskā formā Ice VII, un pēc tam pārvērtās par jaunu, neizpētītu un starpposmu Ice VIIT.
Vai ledus ir daudzveidīgs?
Jā, ir vairāk nekā 20 ledus formas. Mēs neuzskaitīsim visus, bet pirmos septiņus. Informācija par citām sugām ir publiski pieejama.
- Amorfais ledus ir ledus bez kristāliskas struktūras, kurā ūdens molekulas ir izkārtotas nejauši. Tas ir kā atomi parastajā stiklā.
- Ledus Ih ir regulārs sešstūra kristālisks ledus. Tas ietver gandrīz visu esošo ledu biosfērā.
- Ice Ic ir metastabils kubisks kristālisks ledus. Tas veidojas pie -53°C: var pastāvēt līdz pat -33°C temperatūrā. Šāda veida ledus var veidoties atmosfēras augšējos slāņos.
- Ledus II ir romboedriska kristāliska forma ar ļoti sakārtotu struktūru. Šāda veida ledu var iegūt no iepriekš minētā Ice Ih, to saspiežot -63°C līdz -83°C temperatūrā.
- Ledus III ir tetragonāls kristālisks ledus, un to var izveidot līdz pat -23 °C temperatūrā un spiedienā līdz 300 MPa.
- Ledus IV ir metastabila romboedriska fāze. Šo fāzi var iegūt, pakāpeniski karsējot amorfo ledu pie 810 MPa.
- Ledus V ir monoklīniska kristāliska fāze. Tas veidojas, ūdenim atdzesējot līdz -20,15 °C un 500 MPa spiedienam.
Kāpēc uz Zemes nevar atrast jaunu ledus fāzi?
Pēc autoru domām, diez vai ir iespējams atrast jaunu posmuledus uz Zemes, jo tā radīšanai nav piemērotu apstākļu. Bet apstākļi, kādos tas veidojas, ir mūsu planētas apvalkā, kā arī uz lieliem pavadoņiem vai planētām ar daudz ūdens.
Pēc autoru domām, uz Zemes diez vai ir iespējams atrast jaunu ledus fāzi, jo šeit nav piemērotu apstākļu tā radīšanai.
Kāpēc mums ir jāzina par dažādām ledus formām?
Lielas, ar ūdeni bagātas planētas atrodas tālu no Zemes un nav daļa no mūsu Saules sistēmas. Pateicoties jaunajai informācijai, astronomi par šiem objektiem varēs uzzināt vairāk.
Šis darbs mainīs zinātnieku izpratni par sastāvueksoplanētas, sacīja Aškans Salamats, UNLV laboratorijas fiziķis. Autori ierosināja, ka jaunas ledus formas izpēte palīdzētu pētniekiem uzzināt vairāk par iespējamo ārpuszemes dzīvi ārpus mūsu Saules sistēmas.
Lasīt vairāk:
"Džeimss Vebs" uzņēma visspilgtāko zvaigznes fotoattēlu vēsturē
8000 metru dziļumā zinātnieki atraduši dīvainas baktērijas: tās tur nebija gaidāmas
Zinātnieki paklupa uz 1500 gadu senu arheoloģisku anomāliju