Учёные создали новый тип льда. Он может появляться на спутниках планет

По словам ученых, это поможет нам разобраться в природе ледяных образований за пределами Земли в Солнечной системе.

На Земле кристаллический лёд образуется естественным образом. Но учёным, разумеется, этого мало. Они решили создать новый тип льда, который не имеет организованной молекулярной структуры, – и преуспели. Молекулы в таком образце льда расположены в хаотичном порядке – это состояние исследователи называют аморфным.

Подобные типы аморфного льда уже создавались в лабораторных условиях, но у изобретения нынешней команды есть одно важное и уникальное отличие – этот лёд имеет практически такую же плотность, как жидкая вода. 

Замерзая на Земле, лёд «складывается» в организованную кристаллическую структуру. В твёрдом состоянии такой лёд спокойно плавает в жидкой воде. Это связано с относительно большими зазорами в кристаллической структуре водяного льда по сравнению с другими материалами, которые при кристаллизации образуют более плотные структуры.

Однако жидкая вода также может замерзнуть в неорганизованном, аморфном состоянии. Впервые аморфный лед низкой плотности был создан ещё в 1930-х годах. Этот эксперимент был проведен путем осаждения водяного пара на очень холодные поверхности.

В 1980-х годах исследователи обнаружили, что аморфный лед низкой плотности может производиться путем сжимания обычного льда при очень низких температурах. Но никто никогда не производил аморфный лед средней плотности, пока это не пришло в голову ведущему автору нового исследования Кристофу Зальцманну и его коллегам.

Ученые решили измельчить лед в шаровой мельнице – устройстве, похожем на шейкер для коктейлей. При этом материал помещался в камеру с шариками из нержавеющей стали и встряхивался до полного измельчения. По словам Зальцманна, шаровая мельница используется во многих отраслях промышленности, но особенно хорошо она подходит для создания аморфных материалов и измельчения мягких замороженных материалов в порошки.

Исследователи ожидали, что шаровая мельница просто разобьет кристаллы льда на более мелкие частички, но произошло нечто другое – кристаллы льда преобразовались в новое состояние дезорганизации. В результате получился аморфный лед средней плотности.

С другими формами аморфного льда, если сжать их и ослабить давление после, ничего не происходит.

По словам Зальцманна, аморфный лед средней плотности может естественным образом образовываться на ледяных спутниках газовых гигантов, где гравитационные силы планет сжимают и сдвигают лед на спутниках. Если это так, то механическая энергия, хранящаяся в этой форме льда, может влиять на тектонику спутников.

Ледяные диски: одно из самых красивых и загадочных зимних явлений

читать