A Koreai Szabványügyi és Tudományos Kutatóintézet munkatársainak először sikerült megfigyelniük a víz többszörös fagyási-olvadási folyamatát 2 Gigapascal (2 GPa) feletti, ultra magas nyomáson, szobahőmérsékleten, mikroszekundumnyi időskálán.

Ez vezetett el a víz eddig ismeretlen kristályosodási módjának azonosításához és egy új, huszonegyedik jégfázis, az Ice XXI felfedezéséhez – számol be a Nature Materials-ban megjelent eredményekről az EurekAlert!.

Bár jég általában akkor képződik, amikor a víz 0 Celsius-fok alá hűl, szobahőmérsékleten, vagy akár a forráspont feletti hőmérsékleten is kialakulhat. Ez azért van, mert a kristályosodást – azt a folyamatot, amelynek során a folyadék szilárd anyaggá alakul – nemcsak a hőmérséklet, hanem a nyomás is befolyásolja. Szobahőmérsékleten a 0,96 GPa-t meghaladó nyomású víz fázisátalakuláson megy keresztül és jégkristály, azaz Ice VI lesz belőle.

Amikor a víz megfagy, a vízmolekulák közötti hidrogénkötéses hálózat a hőmérséklet és a nyomás függvényében átrendeződik, ami a kristályosodási folyamat során különböző jégfázisok kialakulásához vezet.

„Az Ice XXI sűrűsége a Jupiter és a Szaturnusz jeges holdjainak belsejében található nagynyomású jégrétegekéhez hasonlítható. Ez a felfedezés új adalékokat is jelent az élet eredetének kutatásához az űr extrém körülményei között” – idézi a lap a tanulmány egyik szerzőjét, Lee Yun-Hee-t.

Ezeknek a komplex mechanizmusoknak a mélyebb megértése – illetve, ha ezeket extrém nyomás- és hőmérsékleti körülmények között szabályozni tudjuk – akár olyan új anyagok létrehozásához vezethet, amelyek eddig még nem léteztek a Földön.

A kutatók eddig húsz különböző kristályos jégfázist azonosítottak a hőmérséklet és a nyomás változó feltételei mellett. Ezek a fázisok rendkívül széles tartományban helyezkednek el. Közülük különösen fontos a környezeti nyomás (0 GPa) és a 2 GPa közötti tartomány, mivel ez a víz fázisátalakulásainak legkomplexebb zónája, ahol több mint tíz jégfázis azonosítható.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Eiffel-torony méretű, metánjég csúcsok sorakoznak a Plútón, és több van belőlük, mint hittük

Nagy Gergely tudomány augusztus 4.

Ezek a hatalmas jégcsúcsok lefedhetik a törpebolygó egyenlítői területének hatvan százalékát.

Megfejtették, hogyan fagyott be a Föld 700 millió évvel ezelőtt

Tóth András tudomány július 24.

Egy friss kutatás szerint hatalmas vulkánkitörések alapozhatták meg a Föld szinte teljes eljegesedését a Stuartian időszakban. Ez ismét azt mutatja, hogy bolygónk éghajlata nagyon érzékeny a légköri szén-dioxid-szint változására.