Австрийские ученые открыли новую форму льда

Ученые из Университета Инсбрука в Австрии описали новую форму льда. Она стала уже 19 по счету, сообщает Nature Communications.

Структура молекул льда может значительно меняться в зависимости от давления и температурных условий. Ранее было известно о 18 фазах. Некоторые возникали естественным путем, другие наблюдались только в лабораторных условиях.

Три года назад группа исследователей изменила одну из существующих ледяных структур, превратив ее в новую форму. Сейчас авторы исследования определили ее точную кристаллическую структуру и установили, как она образуется. Форме дали название «лед XIX».

Самый распространенный вид льда, который можно найти в холодильнике – это лед I. Существует также лед VI. Его можно найти в природе, но в условиях очень высокого давления (в 10 000 раз выше давления на уровне моря). Например, в мантии Земли. Возможно, данный вид льда также присутствует вокруг ядра спутника Сатурна Титана.

В обоих формах атомы водорода являются относительно неупорядоченными. Десять лет назад ученые открыли «упорядоченную» разновидность льда VI – лед XV. Он создается путем охлаждения до температуры ниже 130 Кельвинов (-143 Градуса Цельсия) и при давлении около 1 гигапаскаля.

Изменив этот процесс, исследователи создали еще одну фазу льда. Они рассказали, что замедлили процесс охлаждения, снизили температуру ниже 103 Кельвинов (-170 градусов Цельсия) и увеличили давление до 2 гигапаскалей. В результате молекулы водорода расположились особым образом.

Для изучения порядка атомов в кристаллической решетке ученым пришлось заменить обычную воду тяжелой (она основана на дейтерии, который имеет один нейтрон в ядре). Нейтронные данные показали, что новая форма действительно отличается от льда XV. Она получила официальное место как 19-я известная фаза.

Ученые отметили, что такие исследования помогают лучше понять пути образования льда в экстремальных средах, в том числе на других планетах и спутниках. Ранее стало известно, что на Меркурии расположены большие запасы льда. Они не тают, хотя планета находится ближе всех к Солнцу и должна быть сильно раскалена.