Uma forma de gelo pode ser encontrada no manto da Terra, bem como em grandes luas e planetas cobertos de água.
As propriedades do gelo e o processo de sua formação não sãoúnico e reminiscente de outros materiais. Isso significa que ele muda com as mudanças de temperatura e pressão. O carbono funciona de acordo com a mesma lógica, da qual se pode obter diamante ou grafite. Mas há exceções, pois os cientistas sabem que o gelo tem mais de vinte formas sólidas.
Em seu trabalho, os físicos usaram aquecimento a laser e uma bigorna de diamante para descobrir uma nova forma de gelo.
O gelo tem mais de vinte formas sólidas
Como os pesquisadores descobriram a nova forma de gelo?
Para começar, a água foi colocada em recipientes entre dois diamantes. Este mecanismo é denominado célula de bigorna de diamante.
Consiste em dois diamantes em forma de cone,localizados frente a frente em uma área de 1 mm de diâmetro. Com isso, você pode criar uma pressão de vários milhões de atmosferas. O diamante também é transparente, portanto a amostra em estudo pode ser estudada de diferentes maneiras. Os cientistas reproduziram a pressão que existe no centro do nosso planeta.
Depois disso, o gelo localizado entre os diamantes foi aquecido com um laser. Ele derreteu parcialmente e depois se transformou em um grande número de pequenos cristais.
Os cientistas aumentaram a pressão e descobriram que o geloestava na conhecida forma cúbica de Ice VII, e depois se transformou em um novo estágio intermediário inexplorado de Ice VIIT. Chamaram-lhe tetragonal. Depois disso, o gelo foi parar em outra fase já estudada, o Ice X.
O gelo VII é uma fase cúbica de gelo com um arranjo desordenado de átomos de hidrogênio.
Ice X é uma fase simétrica na qual os prótons são ordenados. Pode ser obtido a uma pressão de 70 GPa.
De acordo com os pesquisadores, eles chamaram a atenção para o fato de que a forma Ice X foi obtida a uma pressão inesperadamente baixa. Atingiu 300 mil atmosferas, não 1 milhão.
“No nosso trabalho, mostramos que é possível obterCongele a fase X e não use uma pressão tão alta quanto o pretendido. Esta é uma informação importante que recebemos graças a medições ultraprecisas”, disse Ashkan Salamat, físico do laboratório da UNLV.
Durante o trabalho, os pesquisadores também usaram um supercomputador para simular a religação de ligações e prever onde ocorreria uma transição de fase.
Os cientistas aumentaram a pressão e descobriram que o gelo estava na conhecida forma cúbica Ice VII, e depois se transformou em um novo estágio inexplorado e intermediário Ice VIIT
O gelo tem muitas formas?
Sim, existem mais de 20 formas de gelo. Listaremos não todos, mas os sete primeiros. Informações sobre outras espécies estão disponíveis publicamente.
- O gelo amorfo é o gelo sem estrutura cristalina onde as moléculas de água estão dispostas aleatoriamente. É como átomos em vidro comum.
- Ice Ih é um gelo cristalino hexagonal regular. Inclui quase todo o gelo existente na biosfera.
- Ice Ic é um gelo cristalino cúbico metaestável. Forma-se a -53°C: pode existir a temperaturas tão baixas como -33°C. Este tipo de gelo pode se formar na alta atmosfera.
- Ice II é uma forma cristalina romboédrica com uma estrutura altamente ordenada. Este tipo de gelo pode ser obtido a partir do já mencionado Ice Ih comprimindo-o a -63°C a -83°C.
- O gelo III é gelo cristalino tetragonal e pode ser criado em temperaturas tão baixas quanto -23 °C e pressões tão baixas quanto 300 MPa.
- Ice IV é uma fase romboédrica metaestável. Esta fase pode ser obtida aquecendo gradualmente o gelo amorfo a 810 MPa.
- Ice V é uma fase cristalina monoclínica. É formado quando a água é resfriada a -20,15 °C e a uma pressão de 500 MPa.
Por que uma nova fase de gelo não pode ser encontrada na Terra?
Segundo os autores, dificilmente é possível encontrar uma nova fasegelo na Terra, uma vez que não existem condições adequadas para a sua criação. Mas as condições em que se forma estão no manto do nosso planeta, bem como em grandes luas ou em planetas com muita água.
Segundo os autores, dificilmente é possível encontrar uma nova fase de gelo na Terra, já que aqui não há condições adequadas para sua criação.
Por que precisamos saber sobre as diferentes formas de gelo?
Planetas grandes e ricos em água estão longe da Terra e não fazem parte do nosso sistema solar. Graças às novas informações, os astrônomos poderão aprender mais sobre esses objetos.
Este trabalho vai mudar a compreensão dos cientistas sobre a composiçãoexoplanetas, disse Ashkan Salamat, físico do laboratório da UNLV. Os autores sugeriram que estudar uma nova forma de gelo ajudaria os pesquisadores a aprender mais sobre a possível vida extraterrestre fora do nosso sistema solar.
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