Šis keistas ledo tipas gali augti 1600 km/h greičiu
Ir da­bar moks­li­nin­kai jau ži­no ko­dėl tai vyks­ta. Nau­jas ty­ri­mas, su­si­jęs su la­bai ne­įp­ras­tu le­do ti­pu, dar ži­no­mu kaip „I­ce VII“, par­odė, kaip šis le­das ga­li for­muo­tis di­des­niu nei 1000 my­lių per va­lan­dą (1610 km/h) grei­čiu ir kaip tai ga­li bū­ti su­si­ję su ki­tais – ne­že­miš­kos kil­mės pa­sau­liais.

Natūralus šio ledo tipas buvo atrastas šių metų kovo mėn. Jis buvo įstrigęs deimantuose, giliai po Žeme. Naujausiame tyrime šis ledo tipas išsamiai išnagrinėtas ir išsiaiškinta, kaip jis susidaro. Panašu, kad procesas yra visiškai kitoks, nei kad įprastas vandens užšąlimas į ledą.

Remiantis matematiniu modeliu, kurį sukūrė Kanadoje esančios „Lawrence Livermore National Labarotary“ tyrėjai, yra tam tikras slėgio slenkstis, dėl kurio „Ice VII“ ledas pradeda formuotis žaibišku greičiu. Šis beveik momentiškas transformavimosi procesas vadinamas „homogenine nukleacija“.

„Tai režimas, kurio metu yra išbandomos mūsų fizikinių žinių suvokimo ribos“, – teigė vienas iš tyrimo autorių, fizikas Alex’as Chernov’as.

Mokslininkai jau išsiaiškino, kad „Ice VII“ ledo forma gali susidaryti esant aukštai temperatūrai ir intensyviam slėgiui – maždaug 100 000 kartų didesniam už įprastą atmosferos slėgį. Tačiau eksperimentai parodė, kad esant tokioms sąlygoms, jis formuojasi ir homogeniškai (praktiškai visas ledas vienu metu) ir heterogeniškai (formavimasis nuo paviršiaus į vidų).

Iki šiol toks dalykas vertė fizikus sukti galvas ir klausti savęs: kas čia vyksta? Naujasis tyrimas rodo, kad egzistuoja specifinė priežastis, kodėl vyksta toks procesas – tai yra temperatūriniai skirtumai tarp skysto vandens ir besiformuojančių ledo kristalų.

Šių ledo tipų ar skirtingų ledo fazių atominės struktūros pačiuose kristaluose skiriasi. O tai turi lemiamos įtakos skysto vandens virtimo kietu ledu procesui. Mokslininkams pavyko nustatyti, kad „Ice VII“ ledas iš pradžių formuojasi, kaip molekulių grupės ir per nanosekundę pradeda plėstis vandens telkinyje.

Toks procesas iš dalies priklauso nuo to, kad nukleacijos metu nėra šilumos taško – to taško, kuriame skystis tampa kieta medžiaga ir toks taškas egzistuoja esant įprastam slėgiui bei tokiam ledo formavimuisi, kokį mes žinome.

„Tad nereikia lėto proceso, kurio metu būtų pašalinta šiluma ir ledo formavimosi greitis priklauso tik nuo labai greito molekulinio tvarkymosi proceso“, – teigė Chernov’as.

Dabar, kai mes turime matematinį modelį, kuris atitinka eksperimentinius duomenis, galima jį taikyti visose kitose mokslinių tyrimų srityse. Pats „Ice VII“ ledo egzistavimas buvo teoriškai aprašytas ir sukurtas laboratorijoje dar prieš jį natūraliai atrandant deimantuose.

Naujasis „Ice VII“ susidarymo molekuliniame lygmenyje paaiškinimas gali turėti įtakos tokioms sritims, kaip: duomenų saugojimui, medžiagų sintezei ir daugeliui kitų sričių.

Molekulinis „Ice VII“ ledo išsidėstymas ©Lawrence Livermore National Laboratory

Tai taip pat gali duoti naudos, beieškant gyvybės formų kitose planetose. Vandens egzistavimas yra pagrindinis rodiklis, kuris naudojamas nustatyti ar kitose planetose gali būti gyvybės formų. Tačiau jei tas vanduo yra suslėgtas taip, kad jis pavirsta į „Ice VII“, tada vargiai galima tikėtis rasti kokią nors gyvybės formą.

„Vanduo tuose vandenynų pasauliuose, kurie yra užbombarduoti kitų planetų liekanomis, kaip meteorais ar kometomis, intensyviai keičiasi ir dėl to gyvybė gali neišgyventi“, – sakė vyresnysis tyrimo autorius, medžiagų chemikas Jonathan’as Belof’as.

Tad tai yra dar vienas būdas išsiaiškinti ar ledinėje planetoje gali egzistuoti gyvybė ir fantastiškas pavyzdys, kaip fizikos ribos yra vis dar stumiamos tolyn.

Tyrimo rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Physical Review Letters“.