Исследователи синтезировали в лаборатории необычный вид льда, получивший название «пластический лед VII». По мнению ученых, эта экзотическая разновидность может существовать на других планетах и спутниках Солнечной системы.
Обычный лед, который мы видим в напитках и на поверхности Земли, известен как лед I. Однако в природе и лабораториях открыто уже 19 различных форм льда, каждая из которых обладает уникальной кристаллической структурой и образуется при определенных температурах и давлениях.
Пластический лед VII не является седьмой формой пластического льда, как можно было бы подумать. Это разновидность льда VII, который имеет кубическую кристаллическую решетку и встречается на больших глубинах под поверхностью Земли. В отличие от привычного льда I с его гексагональной структурой, молекулы пластического льда VII могут вращаться на месте, оставаясь в жесткой решетке. Это делает его своеобразным гибридом между твердым и жидким состоянием.
В ходе лабораторных экспериментов пластический лед VII образовывался при высоких температурах от 127 до 327 °C и давлениях от 0,1 до 6 гигапаскалей. Для его изучения ученые использовали метод квазиупругого нейтронного рассеяния (QENS), а затем провели детальный анализ молекулярной динамики с помощью рентгеновской и нейтронной дифракции. Оказалось, что при определенных условиях переход от обычного льда VII к пластическому происходит плавно.
Этот процесс может быть связан с образованием еще одной экзотической формы льда – суперионного, который, по прогнозам, появляется при еще более высоких температурах и давлениях. В нем атомы водорода могут свободно перемещаться через кристаллическую решетку кислорода.
Пластические и суперионные фазы льда, вероятно, присутствуют на таких планетах, как Уран и Нептун, а также на спутнике Юпитера Ганимеде. Их изучение поможет лучше понять процессы, происходящие в недрах этих далеких миров.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
