O formă ciudată de apă ar putea alimenta câmpurile magnetice ale planetelor

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Apa supusă unor condiții planetare extreme se transformă într-un solid exotic, conductor de electricitate, și este mult mai bizară decât și-au imaginat vreodată oamenii de știință.

La presiuni și temperaturi extreme, apa devine superionică — un solid care se comportă parțial ca un lichid și conduce electricitatea. Se crede că această formă neobișnuită modelează câmpurile magnetice ale planetelor Uranus și Neptun și ar putea fi cel mai comun tip de apă din Sistemul Solar.

Noile experimente de înaltă precizie arată că structura sa atomică este mult mai „dezordonată” decât se aștepta, combinând mai multe modele de cristal în loc de o singură aranjare clară. Descoperirea redefinește modelele planetelor înghețate, atât de aproape cât și de departe.

Când apa este expusă la temperaturi de câteva mii de grade Celsius și la presiuni care ating milioane de atmosfere, aceasta suferă o transformare dramatică.

În aceste condiții extreme, apa intră într-o stare rară cunoscută sub numele de apă superionică. În această formă, atomii de oxigen se blochează într-o rețea solidă rigidă, în timp ce ionii de hidrogen se mișcă liber prin structură, creând un comportament diferit de cel al gheții obișnuite sau al apei lichide.

O transformare dramatică

Această fază neobișnuită a apei conduce electricitatea excepțional de bine, ceea ce o face un candidat puternic pentru explicarea câmpurilor magnetice ciudate, observate în jurul planetelor gigante de gheață.

Se crede că Uranus și Neptun conțin cantități vaste de apă adânc în interiorul lor, ceea ce înseamnă că apa superionică ar putea fi forma dominantă de apă în mare parte din Sistemul Solar.

Oamenii de știință au reușit să creeze apă superionică în experimente de laborator și înainte, dar structura sa internă era puțin înțeleasă. Cercetările anterioare propuneau că atomii de oxigen s-ar putea aranja într-unul din două modele cubice simple.

Noul studiu dezvăluie că realitatea este mult mai complicată. În loc să formeze un singur model ordonat, atomii de oxigen se asamblează într-o structură mixtă care combină regiuni cubice cu straturi hexagonale compacte, scrie Sciencedaily.

Realitatea este mult mai complicată

Rezultatul este o dezordine structurală extinsă. Atomii formează o secvență hibridă și neregulată care poate fi detectată doar folosind tehnici de măsurare extrem de precise, făcute posibile de laserele avansate cu raze X.

Pentru a descoperi aceste detalii, cercetătorii au efectuat două experimente separate folosind facilități de mare putere (LCLS din SUA și European XFEL). Acestea au permis oamenilor de știință să comprime apa la presiuni de peste 1,5 milioane de atmosfere și să o încălzească la câteva mii de grade Celsius, capturând în același timp imagini ale structurii sale atomice în doar câteva trilioane de secundă.

Descoperirile arată că apa superionică poate adopta mai multe forme structurale, la fel ca gheața obișnuită, care există în multe faze cristaline diferite în funcție de temperatură și presiune.

Lucrarea întărește ideea că apa, în ciuda simplității sale aparente, continuă să dezvăluie comportamente neașteptate în condiții extreme.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Noi dovezi arată că Marte a fost o „planetă albastră” cu mult timp în urmă

Cum putem să hrănim întreaga lume fără să distrugem planeta?

O navă spațială NASA de pe orbita planetei Marte s-a deconectat în mod misterios

Telescopul Webb a găsit o exoplanetă cu o compoziție inexplicabilă