Два новых типа льда могут помочь нам понять, что происходит внутри Нептуна и Урана. Эти ледяные гиганты обладают крайне необычными магнитными полями; возможно, это объясняется существованием странных форм льда глубоко под их поверхностью. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Привычный нам в повседневной жизни водяной лед — это лишь одна из более чем 20 различных фаз, каждая из которых отличается особой кристаллической структурой молекул. При повышении температуры и давления атомы водорода и кислорода, составляющие воду, перестраиваются, наделяя каждую фазу уникальными электрическими и механическими свойствами.
Для поиска новых фаз льда исследователи используют устройство под названием «алмазная наковальня», позволяющее сжимать молекулы воды под давлением в миллионы атмосфер. Гуннар Век из Французской комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA) и его коллеги также нагревали наковальню лазером, доводя температуру образцов до тысяч градусов.
Новая фаза льда, обнаруженная ими в таких экстремальных условиях, получила название «лед с гексагональной плотноупакованной структурой» (hcp-лед). Его главное отличие от «обычного» льда заключается в характере движения атомов водорода. «Кислород остается в твердой кристаллической решетке, тогда как водород может перемещаться, словно в жидкости», — поясняет Век. Благодаря этому hcp-лед становится так называемой суперионной фазой, обладающей гораздо более высокой электропроводностью по сравнению с другими формами льда.
Эта проводимость имеет важное значение, поскольку она может объяснить, почему магнитные поля ледяных гигантов наклонены и смещены относительно центра планеты. Если эти поля возникают в результате протекания электрического заряда через суперионные льды, расположенные ближе к поверхности, а не благодаря работе динамо-машины в ядре (как на Земле), то такая модель вполне согласуется с данными, полученными космическими аппаратами.
«Следующий шаг — попытаться с высокой точностью определить границы перехода между различными фазами, — говорит Век. — Необходимо знать области устойчивости этих суперионных фаз, чтобы понять, на какой глубине внутри планет-гигантов они могут существовать». Исследователи уже ведут работу в этом направлении: так, команда Исраэля Осмонда из Эдинбургского университета (Великобритания) недавно обнаружила новую фазу — лед XXII, который сохраняет устойчивость при давлении, почти вдвое превышающем показатели, необходимые для образования hcp-льда. Как только мы поймем, где именно внутри ледяных гигантов могут существовать эти виды льда, нам предстоит выяснить, как именно каждый из них ведет себя — как с электрической, так и с механической точки зрения. Характер магнитного поля, которое они способны создавать, будет зависеть не только от того, как через них протекает электрический заряд, но и от того, как они сами движутся и деформируются в условиях высоких давлений и температур, свойственных недрам ледяных гигантов. Каждая новая фаза — это отдельный фрагмент этой невероятно сложной головоломки.
Летучие мыши из Аризоны несут генетическое наследие, насчитывающее тысячи лет
В пещере в Аризоне пятнистые летучие мыши имеют общую материнскую ДНК с летучими мышами, погибшими там 2100 лет назад, а большая часть их разнообразия обитает на юго-западе страны. Результаты нового…
Рядом со знаменитой доисторической «Пещерой Венеры» могут быть скрытые камеры
Исследователи обнаружили признаки скрытых полостей под землей недалеко от Гротта делле Венери, доисторической пещеры на юге Италии. Эти подземные образования могут представлять собой новые участки пещеры. Некоторые из них также…
Новый «суперлёд» в 10 раз прочнее, что приближает его к прочности бетона
Во время Второй мировой войны британский Королевский флот экспериментировал с идеей использования льда, армированного древесной целлюлозой, для строительства авианосца. Композитный материал, известный как пикрет, по-видимому, был таким же прочным, как…
Повреждение школы в Калужской области и 604 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства противовоздушной обороны в течение ночи сбили 604 украинских беспилотника над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Школа, два частных дома и один автомобиль получили повреждения в результате атаки дронов…
Поражены предприятия ВПК, логистические центры и объекты ж/д инфраструктуры. Удары ВС РФ по объектам на Украине
Российские войска в ходе ночных групповых ударов поразили предприятия военно-промышленного комплекса, логистические центры, а также объекты железнодорожной и портовой инфраструктуры Украины. Об этом сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное…
В Хиросиме нашли неизвестные киноматериалы о последствиях атомных бомбардировок
Неизвестные ранее киноматериалы, на которых запечатлены последствия американских атомных бомбардировок, обнаружены в Библиотеке визуальной культуры города Хиросима. Об этом объявила администрация этого учреждения. Найденные материалы были отсняты по указанию американских…
Европа заявила о предательстве со стороны США в войне до последнего украинца
Дизельная сделка США и РФ привела европейцев в состояние шока. Украина и лидеры ЕС недовольны готовн...
Замерзший объект за Юпитером превращается в комету
Замерзший объект за Юпитером выбрасывает в космос углекислый газ, что указывает на причины активност...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".