Mokslininkai sukūrė naują ledo rūšį, turinčią neįprastas savybes

Apie tai praneša portalas Live Science.

Atradimas buvo padarytas naudojant didžiausią pasaulyje Europos rentgeno lazerį su laisvaisiais elektronais. Tyrėjai išsiaiškino, kad suspaudus vanduo pereina iš didelio tankio būsenos į dar tankesnę.

Ledas yra žinomas 20 skirtingų fazių, žymimų romėniškais skaitmenimis nuo I iki XX. 

Neseniai mokslininkai atrado iki šiol nežinomą 21-ąją ledo fazę. Įprastas užšaldytas ledas, su kuriuo susiduriame kasdien, priklauso „Ledo I“ fazei, o, pavyzdžiui, Neptūne egzistuoja „Ledo XVIII“ fazė. 

Skirtingos temperatūros ir slėgiai gali suformuoti įvairias vandens ledo fazes.

Paprastam ledui susidaryti pakanka vandenį užšaldyti 0 °C temperatūroje, tačiau ledas neturi vieningos molekulinės struktūros. 

Dėl vandens molekulinės struktūros ypatumų, kai vandenilio atomai gali būti įvairiose kristalinėse ir amorfinėse būsenose, užšaldytas vanduo gali egzistuoti įvairiose kietosiose fazėse.

Mokslininkai atrado naują ledo formą, pavadintą „XXI ledu“. Jo kristalinė struktūra yra tetragonalinė ir susideda iš didelių pasikartojančių blokų po 152 vandens molekules, todėl jis yra unikalus tarp visų žinomų ledo fazių.

Anksčiau mokslininkai tyrinėjo, kaip vanduo virsta ledu esant žemai temperatūrai, kai molekulės juda lėtai, o tai leidžia susidaryti daugybei įvairių fazių. 

Esant aukštesnei temperatūrai, kai molekulės turi didesnę kinetinę energiją, ledo įvairovė yra ribota.

Naujame eksperimente mokslininkai tyrė vandens virsmo į ledą kambario temperatūroje (apie 22 °C) būdus. 

Vanduo buvo suspaustas tarp dviejų deimantų esant slėgiui, 20 000 kartų viršijančiam atmosferos slėgį. Vandens molekulės buvo suspaustos taip, kad susiformavo kieta struktūra, išliekanti įprastoje temperatūroje. 

Rentgeno lazeris leido stebėti kristalinės struktūros pokyčius suspaudimo procese.

Toks vanduo vadinamas superkompresuotu: jis yra metastabilus, t. y. tam tikrą laiką išlieka stabilioje būsenoje. Dėl ekstremalaus slėgio ledas susidaro įprastoje temperatūroje, bet vandens molekulės yra išdėstytos žymiai tankiau nei įprastose ledo formose.

Tyrėjai mano, kad „XXI ledo“ atradimas rodo, kad ledo planetose ir palydovuose gali egzistuoti kitos, kol kas nežinomos ledo fazės. 

Šis tyrimas plečia perspektyvas tirti ledinių kūnų sudėtį Saulės sistemoje.