Лед может показаться довольно простым веществом в нашем повседневном опыте, но на самом деле бывает не менее 20 различных форм льда. Ученые из Университета Невады (UNLV) открыли новый тип льда, который можно найти глубоко в мантии Земли или на далеких экзопланетах.
Лед, который вы знаете, официально известен как лед I, что вполне уместно, но известный в настоящее время научный подсчет идет вплоть до льда XIX.
Эти разные формы проявляются в виде различных кристаллических структур и появляются, когда лед или вода подвергаются различным сочетаниям температур и давлений.
В новом исследовании команда ученых UNLV разработала новый метод измерения свойств воды под высоким давлением.
Во-первых, вода помещается в ячейку с алмазной наковальней, где образец сжимается между двумя алмазными пластинами, заставляя атомы кислорода и водорода располагаться по-разному.
Затем образовавшийся лед обрабатывают лазером, чтобы ненадолго растопить его, прежде чем он снова замерзнет в другую форму, напоминающую порошок из крошечных кристаллов.
Экспериментируя с разным давлением, исследователи обнаружили совершенно новый тип льда, как переходную стадию между двумя известными формами.
При давлении около 5,1 гигапаскаля кубическая структура, известная как лед VII, превратилась в невиданную ранее фазу, состоящую из симметричных тетрагональных кристаллов.
Эта новая фаза получила название лед VIIt. После этого лед перешел в другую известную фазу, называемую льдом X.
Ученые говорят, что, учитывая сильное давление, необходимое для его создания, лед VIIt может быть обычным явлением в мантии Земли, а также в мантии других планет. Он может даже оказаться ближе к поверхности на богатых водой экзопланетах.
Новый лед был не единственным открытием, сделанным исследователями в ходе этих экспериментов.
Ранее считалось, что лед X формируется при давлении около 1 миллиона атмосфер, но в новом исследовании было замечено, что он появляется при давлении «всего» 300 000 атмосфер. Это существенно меняет места, где он может появиться и существовать в природе.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review B.