Specialiștii au dovedit prin experimente prezența unei varietăți neobișnuite de gheață, care se formează sub presiuni de până la 2,3 milioane de atmosfere și la temperaturi în mii de grade Celsius.
Descoperirea ar putea facilita clarificarea unor dintre trăsăturile neobișnuite ale planetelor Uranus și Neptun, unde se crede că se găsesc forme de gheață superionică.
Oamenii de știință au identificat un tip de gheață neconvențională
Citește șiFranța avertizează Germania: rachete lungi pot deschide pragul nuclear
Apa prezintă neconvenționale trăsături chiar și în condiții obișnuite. De exemplu, gheața are o densitate mai mică decât
Sub condiții extreme, modul în care apa se comportă devine și mai surprinzător.
Într-o serie de experimente, cercetători sub conducerea fizicianului Alexis Forestier, afiliat la Comisariatul pentru Energie Atomică și Energii Alternative din Franța, au expus cantități foarte reduse de apă la presiuni și temperaturi ce se apropie de condițiile pe care le-ar putea avea în interiorul planetelor de gheață masive, conform raportului Science Alert.
În cadrul testelor, condițiile de presiune au ajuns la 230 gigapascali, ceea ce corespunde aproximativ 2,3 milioane de ori presiunea atmosferică la nivelul mării.
O nouă varietate de gheață a fost detectată la temperaturi de mii de grade.
În scopul recreării condițiilor deosebit de dure, oamenii de știință au comprimat mostre de apă între vârfurile unor diamante și le-au încălzit cu ajutorul laserelor.
Temperaturile au atins un vârf de 2.630 kelvini, ceea ce corespunde aproximativ 2.357 grade Celsius.
În condiții obișnuite, la temperaturi similare, apa ar trece în faza gazoasă. Însă, sub presiuni colosale, expansiunea este limitată, iar moleculele pot rămâne într-o stare de densitate extremă.
În scopul de a examina configurația materialului, oamenii de știință au utilizat un fascicul extrem de subțire de raze X, obținut de la un accelerator de particule de tip sincrotron.
Analizele au arătat prezența unei forme de gheață numită hexagonal close-packed (hcp), o configurație teoretic prevăzută, însă nu a fost confirmată fără îndoială în cadrul testelor.
Gheața superionică se comportă atât ca solid, cât și ca lichid simultan.
Descoperirea se referă la o varietate de materie și mai neobișnuită: gheața superionică.
În această fază, atomii de oxigen se găsesc în aranjamente cristaline ferme, asemănătoare unui material solid. În contrast, nucleele de hidrogen pot migra prin această rețea, manifestându-se într-o anumită măsură ca particule lichide.
Prin urmare, substanța exhibă în același timp proprietăți legate de forma solidă și de cea lichidă.
Mai multe tipuri de gheață sunt deja cunoscute, iar sub anumite condiții, unele dintre ele pot adopta starea superionice. Echipa de cercetare analizează condițiile care favorizează apariția diferitelor faze și gradul lor de stabilitate.
Gheața identificată ar putea fi prezentă pe planetele Uranus și Neptun.
Această descoperire revine cu semnificație majoră nu doar în contextul cercetărilor privind apa, ci și în ceea ce privește înțelegerea planetelor din Sistemul Solar.
Uranus și Neptun sunt clasificați ca planete giganți de gheață; în interiorul lor, presiunile și temperaturile ating valori extrem de ridicate, iar cercetătorii susțin că ar putea exista forme de gheață superionică.
Caracteristicile acestei forme de gheață ar putea fi asociate cu modul în care se mișcă materia și sarcinile electrice în interiorul celor două planete.
Această descoperire revine cu semnificație, pentru că planetele Uranus și Neptun prezintă câmpuri magnetice neobișnuite, foarte diferite de cele ale Pământului. Aceste câmpuri magnetice sunt inclinate și nu se aliniază în același mod cu interiorul planetelor.
Cercetătorii au constatat schimbarea dintre două tipuri de gheață.
În cadrul testelor, s-a demonstrat că cele două configurații, hcp și fcc, care reprezintă o altă varietate de gheață superionică descoperită anterior, pot trece de la una la cealaltă pe măsură ce se ridică presiunea și temperatura.
155 gigapascali și 2.000 de kelvini, semnalul obținut prin raze X a confirmat existența ambelor structuri.
La presiunea de 197 gigapascali și temperatura de 2.250 kelvini, forma hcp era din ce în ce mai evidentă, în timp ce la 219 gigapascali și 2.630 kelvini, aceea preia aproape tot semnalul detectat.
Cercul de cercetători a revizuit, inclusiv, datele provenite dintr-un experiment precedent și a descoperit că un semnal detectat în trecut la presiuni superioare 130 de gigapascali ar putea fi, în realitate, aceeași tip hcp de gheață.
Nouă formă de gheață ar putea transformă modul în care se percep planetele.
Cercetătorii încă nu dețin informații complete despre toate caracteristicile acestei tipuri de gheață. Pentru a stabili, printre altele, conductivitatea electrică și proprietățile mecanice ale gheții hcp, sunt necesare noi experimente și calcule teoretice.
Dacă această varietate de gheață transportă curentul electric într-un mod distinct de cea a structurii fcc, constatarea ar putea influența ajustarea modelelor privind compoziția interioară a planetelor Uranus și Neptun.
În mod precis, caracteristicile gheață ar putea ajuta la clarificarea modului în care materia și sarcina electrică circulă în interiorul celor două planete, și, în consecință, la modul în care se formează câmpurile lor magnetice neobișnuite.
COMENTARII / 0