Дивна нова форма льоду виявлена в експериментах з високим тиском

Лід може здатися досить простою речовиною в нашому повсякденному досвіді, але насправді буває не менше 20 різних форм льоду. Вчені з Університету Невади (UNLV) відкрили новий тип льоду, який можна знайти глибоко в мантії Землі або на далеких екзопланетах.

Лід, який ви знаєте, офіційно відомий як лід I, що цілком доречно, але відомий в даний час науковий підрахунок йде аж до льоду XIX.

Ці різні форми виявляються у вигляді різних кристалічних структур і з'являються, коли лід або вода піддаються різним поєднанням температур і тисків.

У новому дослідженні команда вчених UNLV розробила новий метод вимірювання властивостей води під високим тиском.

По-перше, вода поміщається в комірку з алмазною ковадлом, де зразок стискається між двома алмазними пластинами, змушуючи атоми кисню і водню розташовуватися по-різному.

Потім лід обробляють лазером, щоб ненадовго розтопити його, перш ніж він знову замерзне в іншу форму, що нагадує порошок з крихітних кристалів.

Експериментуючи з різним тиском, дослідники виявили абсолютно новий тип льоду, як перехідну стадію між двома відомими формами.

При тиску близько 5,1 гігапаскаля кубічна структура, відома як лід VII, перетворилася на небачену раніше фазу, що складається з симетричних тетрагональних кристалів.

Ця нова фаза отримала назву лід  t. Після цього лід перейшов в іншу відому фазу, звану льодом X.

Вчені кажуть, що, враховуючи сильний тиск, необхідний для його створення, лід  t може бути звичайним явищем у мантії Землі, а також у мантії інших планет. Він може навіть опинитися ближче до поверхні на багатих водою екзопланетах.

Новий лід був не єдиним відкриттям, зробленим дослідниками в ході цих експериментів.

Раніше вважалося, що лід X формується при тиску близько 1 мільйона атмосфер, але в новому дослідженні було помічено, що він з'являється при тиску «всього» 300 000 атмосфер. Це суттєво змінює місця, де він може з'явитися і існувати в природі.

Дослідження було опубліковано в журналі Physical Review B.