Звучи неверојатно, но всушност малку се знае за водата. Научниците сега открија нова форма на мраз што може да го држи клучот за разбирање на водата, течноста што го одржува животот на Земјата. А можеби и во вселената? Станува збор за вода во прав.
Истражувачите од Универзитетскиот колеџ во Лондон и универзитетот „Кембриџ“ во Велика Британија открија нов вид мраз што може да го промени нашето научно разбирање за водата.
– Водата е основата на сите живи суштества. Нашето постоење зависи од водата, одиме во вселената во потрага по неа, но од научна гледна точка знаеме малку за водата – вели професорот на Универзитетскиот колеџ во Лондон, Кристоф Салцман, еден од авторите на студијата.
Новооткриениот мраз е аморфен
Имено, водата има многу аномалии што долго време ги збунуваат научниците. На пример, водата е најгуста на четири степени Целзиусови и станува помалку густа додека се замрзнува, поради што мразот лебди. Исто така, колку повеќе вршите притисок на течната вода, толку е полесно да ја компресирате, што отстапува од принципот што важи за повеќето други супстанции.
Новооткриениот мраз е аморфен, односно неговите молекули не се правилно распоредени како кај обичниот кристален мраз. Аморфниот мраз е редок на Земјата и се јавува само во студените горни слоеви на атмосферата, но затоа е главниот тип мраз во вселената, бидејќи нема доволно топлинска енергија за да се формираат ледените кристали што ги знаеме. Аморфниот мраз првпат бил откриен во форма со мала густина во 1930-тите години кога научниците кондензирале водена пареа на метална површина изладена на -110 степени Целзиусови. Неговата состојба со висока густина беше откриена во 1980-тите кога обичниот мраз беше компримиран на речиси -200 степени Целзиусови.
Она што сега го открија научниците е аморфен мраз со средна густина, кој изгледа како фин бел прав и кој, за разлика од сите други познати форми, имал иста густина како течната вода и чија состојба наликувала на вода во цврста форма. Новиот мраз го нарекоа аморфен мраз со средна густина, МДА (medium-density amorphous ice).
За студијата, објавена во списанието „Сајенс“, односно експериментот, истражувачкиот тим користел добро познат процес наречен мелење на топчиња, во контејнер изладен на -200 степени Целзиусови, обичниот мраз енергично се протресува заедно со челични топчиња.
– Го тресевме мразот како луди и ја уништивме неговата кристална структура. Наместо да завршиме со помали парчиња мраз, сфативме дека добивме сосема нов вид работи, со некои извонредни својства – вели водечкиот автор д-р Александар Росу-Финсен.
Научниците претпоставуваат дека МДА може да постои во ледените месечини на надворешниот Сончев Систем, бидејќи плимните сили од гасните џинови како Јупитер и Сатурн можат да дејствуваат на обичниот мраз како мелење со челични топки во лабораторија.
Тип вода што не дозволува движење
Дополнително, тимот откри дека кога МДА се загрева и рекристализира, ослободува извонредно количество топлина, што значи дека може да предизвика тектонски движења и „земјотреси“ во ледената покривка со дебелина од километар на месечините како Јупитеровиот Ганимед.
– Генерално се вели дека аморфниот мраз е најзастапената форма на вода во универзумот. Сега допрва треба да истражиме колку од тој мраз е МДА и колку е геофизички активен – вели професорот Ангелос Михаилидес, главен автор од „Кембриџ“.
Истражувачите велат дека овој новооткриен мраз можеби е вистинска стаклена состојба на вода, односно точна реплика на течна вода во цврста форма, на ист начин како што стаклото во прозорците е цврста форма на течна силика. Меѓутоа, друго сценарио е дека МДА воопшто не е стаклест, туку е во високонамалена кристална состојба.
Коавторот на студијата, професорот Андреа Села од Универзитетскиот колеџ во Лондон, вели дека покажале дека е можно да се создаде нешто што изгледа како тип вода што не дозволува движење, што е неочекувано и мошне неверојатно откритие.
– Знаеме 20 кристални форми на мраз, но претходно се откриени само два главни типа на аморфен мраз, познати како аморфен мраз со висока и мала густина. Меѓу нив има огромен јаз и се претпоставуваше дека нема поинаков мраз меѓу нив. Нашата студија покажува дека МДА е токму во овој јаз во густината – вели професорот Салцман.
Јазот во густината помеѓу познатите аморфни типови мраз ги наведе научниците да веруваат дека на многу ниски температури водата, всушност, постои како две течности и дека теоретски, на одредена температура, и двете од овие течности можат да коегзистираат, при што еден вид лебди над другиот, како при мешање масло и вода. Оваа хипотеза (масло/вода) беше докажана во компјутерска симулација, но не беше потврдена со експеримент. Истражувачите што го открија МДА велат дека нивната нова студија може да отвори прашања за валидноста на идејата.
– Постојните модели на водата треба повторно да се тестираат. Тие мора да бидат способни да го објаснат постоењето на аморфниот мраз со средна густина. Ова може да биде почетна точка за конечното објаснување за течната вода – рече Салцман.
