Extrémní chlad a ocelové koule: S těmito dvěma přísadami vytvořili vědci novou formu ledu. Například by se dal najít na Jupiterově měsíci Ganymede. Jako kostky, s malinami, ve tvaru plameňáka: Mnoho lidí vyrábí kostky ledu doma v mrazáku. Vědci nyní vytvořili novou formu látky – protřepáním v nádobě s ocelovými kuličkami.
Led, který se vytvořil při teplotě kolem minus 196 stupňů, má velmi odlišné vlastnosti než normální krystalický vodní led, uvádějí vědci v časopise Science. Speciální materiál vytvořili třepáním ledu mezi malými kuličkami z nerezové oceli. Je možné, že nově vytvořenou formu ledu lze nalézt na ledových měsících ve sluneční soustavě, jako je Jupiterův měsíc Ganymede.
,,Víme o 20 krystalických formách ledu, ale zatím byly objeveny pouze dva hlavní typy amorfního ledu, známé jako amorfní led s vysokou a nízkou hustotou,“ řekl spoluautor Christoph Salzmann z University College London.
Krystalická forma znamená, že molekuly vody se uspořádají v přísné krystalové mřížce, která může mít různé formy. Amorfní je naopak stav, kdy jsou molekuly z velké části neuspořádané, jako je tomu v kapalné vodě. Amorfní forma nastává, když není k dispozici dostatek energie pro pořádek v krystalové mřížce během zmrazování. Astronomové mají podezření, že vodní led ve vesmíru je většinou v amorfní formě.
Krystalická a amorfní forma ledu
Zatímco jedna známá forma amorfního ledu při minus 196 stupních má hustotu pouhých 0,94 gramu na centimetr krychlový, hodnota amorfního ledu s vysokou hustotou je alespoň 1,13 gramu na centimetr krychlový. Při 1,06 gramu na centimetr krychlový dosahuje nově objevená forma hodnoty. Vědci jej proto nazývají amorfní led střední hustoty.
Pro srovnání, hustota běžného vodního ledu těsně pod nulou je menší než u všech těchto forem, 0,917 gramu na centimetr krychlový. Je méně hustá než kapalná voda, a proto ledovce plavou na vodě.
Když je na novou formu ledu, který vypadá jako jemný bílý prášek, aplikováno teplo, změní se nejprve na formu „neuspořádaného ledu“ a později na obyčejný led. To se děje při normálním okolním tlaku kolem 100 000 pascalů. Když vědci podrobili led tlaku miliardy pascalů a poté jej zahřáli, naměřili překvapivě velké množství energie uvolněné jako teplo. Odpovídá asi 70 procentům energie, která se uvolní, když voda zamrzne na obyčejný led.
Nová forma ledu, která se musí podrobněji prozkoumat
„Slapové síly uvnitř ledových měsíců, které jsou způsobeny gravitačními silami plynných obrů, mohou způsobit smykové síly podobné těm, které způsobuje kulové frézování,“ vysvětlují vědci s odkazem na výrobní proces jejich nového ledu. Mimořádné množství tepla uvolněného při rekrystalizaci amorfního ledu střední hustoty na obyčejný led mohlo pomoci aktivovat pohyby tektonických desek. Na Jupiterově měsíci Ganymede by tedy mohlo docházet k pohybům, které jsou podobné deskové tektonice na Zemi.
Klíčem je nyní pochopit, jak velká část amorfního ledu ve vesmíru má střední hustotu a jak je geofyzikálně aktivní, řekl spoluautor Angelos Michaelides z University College London. Kromě toho se musí nová forma ledu podrobněji prozkoumat. Při 1,06 gramu na krychlový centimetr má hustotu podobnou kapalné vodě, která se pohybuje kolem 1,0 g. Vědci proto spekulují, že by novou formou ledu mohl být skelný stav vody. Tedy přesná replika kapaliny voda v pevné formě, stejně jako sklo v oknech je pevná forma kapalného oxidu křemičitého.
Zdroj: spiegel, Vapol