Исследователи Невадского университета в Лас-Вегасе (UNLV) обнаружили новую форму льда, которая демонстрирует ранее неизвестные свойства воды при высоком давлении.
Вода в состоянии льда может образовывать различные виды твердых материалов в зависимости от температуры и давления, как, например, углерод, преобразующийся в алмаз или графит. Однако свойства воды в этом аспекте исключительны, поскольку уже известно не менее 20 твердых форм льда.
Группа ученых из Лаборатории экстремальных условий UNLV разработала новый метод измерения свойств воды под высоким давлением. Образец был сначала зажат между двумя алмазами круглой огранки (конструкция известна как алмазная наковальня), после чего под давлением, аналогичным давлению в центре Земли, он замерз в несколько перемешанных кристаллов льда. Затем лед подвергли лазерному нагреву, который сначала расплавил его, а затем он быстро превратился в порошкообразный набор крошечных кристаллов.
Постепенно повышая давление и периодически воздействуя лазерным лучом, команда наблюдала, как водяной лед совершает переход от известной кубической фазы, Ice-VII, к недавно обнаруженной промежуточной и тетрагональной фазе, Ice-VIIt, прежде чем осесть в другую известную фазу, Ice-X. Для предсказания фаз перехода использовали суперкомпьютер.
Зак Гранде, кандидат наук UNLV, руководил работой, которая также продемонстрировала, что переход к Ice-X, когда вода агрессивно застывает, происходит при гораздо более низком давлении, чем считалось ранее: при 300 000 атмосфер вместо 1 млн.
Исследователи отмечают, что обнаружить такую форму льда где-либо на поверхности Земли, скорее всего, невозможно, но он может быть обычным компонентом ее мантии, а также больших лун и богатых водой планет за пределами нашей Солнечной системы.
Выводы группы были опубликованы в номере журнала Physical Review B от 17 марта.
