مطالعه‌ی فازهای یخ آب چه اهمیتی دارد؟

یخ

یخ

فیزیکدانان توانسته‌اند گذار از یک فاز یخ شناخته‌شده که «یخ VII» نامیده می‌شود به فاز جدیدی که «یخ VIIt» نامیده می‌شود را مشاهده کنند. یخ پس از این فاز گذار به فاز شناخته شده‌ای به نام فاز «یخ X» می‌رود.

یخ نیز مانند دیگر مواد می‌تواند بر اساس دماهای مختلف و شرایط فشاری متفاوت دارای شکل‌های جامد متفاوتی باشد. به عنوان مثال، کربن نیز در حالت جامد می‌تواند به شکل الماس و گرافیت باشد که دو جامد کاملاً متفاوت هستند. یخ آب از این نظر کاملاً منحصربه‌فرد است، زیرا می‌تواند حداقل ۲۰ شکل جامد داشته باشد. در واقع این ۲۰ شکل برای دانشمندان شناخته شده است و شاید اَشکال متفاوت دیگری نیز برای یخ وجود داشته باشد.

دانشمندان دانشگاه نوادا روش جدیدی برای اندازه‌گیری خصوصیات یخ تحت فشارهای بسیار بالا کشف کرده‌اند. این دانشمندان ابتدا آب را بین دو صفحه‌ی الماسی تحت فشار قرار داده‌اند و سپس کریستال شدن یخ هنگام فریز شدن را مورد بررسی قرار داده‌اند. در مرحله‌ی بعد دانشمندان یخ تولید شده را با کمک لیزر گرم کرده‌اند و به صورت موقت موجب ذوب شدن یخ شده‌اند و پس مجدداً سرمایش ایجاد شده باعث شده آب تبدیل به کریستال‌های کوچک پودر مانند شود.

بالا بردن فشار و گرم کردن متناوب یخ توسط لیزر باعث شده دانشمندان بتوانند ورود یخ از فاز VII به VIIt را مشاهده کنند. یخ در فاز VII به صورت مکعبی است، ولی در فاز VIIt چهاروجهی متقارن است. دانشمندان همچنین نشان داده‌اند که ورود به فاز یخ X زمانی رخ می‌دهد که فشار پایین‌تر باشد. آن‌ها اکنون دریافته‌اند که این فشار باید پایین‌تر از چیزی باشد که قبلاً تصور می‌کردند.

قاعدتاً نباید امکان ایجاد فازهای جدید یخ در سطح زمین وجود داشته باشد، ولی این فازها در جبه‌ی زمین و همچنین بر روی قمرهای بزرگ درون منظومه‌ی شمسی و همچنین دیگر سیارات مملو از آب خارج از منظومه‌ی شمسی مرسوم است.

دانشمندان در این مطالعه دریافته‌اند که گذار از یک فاز یخ به فاز دیگر در فشارهای بسیار پایین‌تر نیز اتفاق می‌افتد. در این مطالعه دانشمندان همچنین دریافته‌اند که سیارات فراخورشیدی می‌توانند ترکیباتی متفاوت از چیزی که تا کنون تصور می‌شد داشته باشند.

یخ VIIt می‌تواند در پوسته و جبه‌ی سیارات مملو از آب خارج از منظومه‌ی شمسی وجود داشته باشد، بنابراین این سیارات می‌توانند منشاء حیات باشند و باید تحقیقات بیشتری در این زمینه انجام شود.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی Physical Review B منتشر شده است.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.