Ученые из Вашингтонского университета открыли две новых формы замороженной соленой воды. Они отсутствуют на Земле, но могут формироваться на ледяных спутниках Солнечной системы, сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.
Взаимодействие соли и воды хорошо изучено только в земных условиях. Но неизвестно, как они поведут себя на других планетах и спутниках.
В естественных условиях на Земле структура соленого водяного льда имеет только одну конфигурацию, а именно одна молекула соли на каждые две молекулы воды. В ходе эксперимента ученые проверили, какую форму лед может принять на спутниках других планет Солнечной системы: Европе и Ганимеде (Юпитер) и Энцеладе (Сатурн). Эти тела значительно холоднее нашей планеты, а в их недрах возникает экстремальное давление.
Чтобы воссоздать эти условия в лаборатории, ученые сжали крошечный сгусток соленой воды в ячейке с алмазной наковальней при давлении в 25 тысяч раз выше земного и температуре до -123 градусов Цельсия. В результате появились две новые структуры молекул воды и соли, где доля молекул воды оказалась гораздо выше.
Так, в одной структуре соотношение молекул воды и соли составило соответственно 17/2, в другой – 13/1. Это явление могло бы объяснить странные химические сигнатуры Европы. Предыдущие исследования показали, что ее поверхность может быть более водянистой, чем следует из теоретических расчетов.
Главной причиной изменения структур оказалось давление – оно сжимало молекулы вместе и заставляло их находить новые способы сосуществования. Ученые допустили, что экзотические формы льда могут присутствовать и на Земле, но в крайне труднодоступных местах – например, подо льдом Антарктиды.
Ранее ученые из Великобритании и США описали аморфный лед. Его молекулы расположены в хаотичном, а не упорядоченном виде.