Лед и вода могут показаться большинству из нас не очень захватывающими, но на самом деле они очень странные с научной точки зрения. Исследователи обнаружили совершенно новый тип льда, который описывается как настоящий «моментальный снимок» воды и может быть найден в инопланетных мирах.
Лед в вашей морозилке или покрывающий полярные шапки официально известен как лед I, но это далеко не единственная форма, которую принимает этот материал. На самом деле существует около 20 различных типов льда с различной атомной структурой, которые образуются, когда лед или вода подвергаются воздействию различных условий температуры и давления.
Лед I — единственная форма, которая естественным образом появляется на поверхности Земли, но другие формы были созданы в лабораторных экспериментах, обнаружены глубоко внутри планеты и, как полагают, существуют в космосе и на других планетах и лунах, таких как Европа.
В новом исследовании ученые из Университетского колледжа Лондона обнаружили совершенно новый тип льда, который сильно отличается от всех известных до сих пор. Большинство форм льда имеют кристаллическую структуру с атомами, расположенными по единой схеме, но этот новый является аморфным, так что его атомы расположены случайным образом, подобно структуре жидкой воды. Он также имеет ту же плотность, что и жидкая вода, а не становится менее плотным, как обычно бывает со льдом. Эти свойства вместе привели команду к предположению, что это действительно может быть истинным стекловидным состоянием воды.
Эта новая форма льда получила довольно сухое название аморфного льда средней плотности (medium-density amorphous, MDA). Это всего лишь третья известная форма аморфного льда, находящаяся прямо между — как вы уже догадались — существующими формами высокой плотности и низкой плотности.
Чтобы создать лед MDA в лаборатории, команда использовала процесс, называемый шаровой мельницей. Обычный лед помещали в банку с несколькими шариками из нержавеющей стали шириной около 1 см, затем охлаждали до -200°C и энергично встряхивали.
«Вместо того, чтобы закончить с более мелкими кусочками льда, мы поняли, что придумали совершенно новый вид вещей с некоторыми замечательными свойствами», — сказал доктор Александр Розу-Финсен, ведущий автор исследования.
Еще одно интригующее свойство нового льда заключается в том, что когда он нагревается и начинает рекристаллизоваться, МДА выделяет огромное количество тепла.
Хотя вы не найдете лед MDA на Земле где-либо за пределами лаборатории, команда предполагает, что он может существовать на холодных спутниках Юпитера, таких как Ганимед или Европа. Газовый гигант возможно воздействует на обычный лед приливными силами, подобно шаровой мельнице, а тепло, выделяющееся при его нагревании, может вызвать «ледотрясения».
Дальнейшее изучение новой формы льда может помочь объяснить некоторые странности воды, которые до сих пор остаются неизвестными.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Источник: University College London, Cambridge
