Suyun dördüncü hali: 5000 metre yeraltında oluşmuş, 1600km / s hızında zincir benzeri genişleme
Giriş: Su yaşamın kaynağıdır.İnsanlar suyun üç şekilde var olduğunu düşünürler: su buharı, sıvı su ve buz Ancak sıradan insanların bilmediği başka bir su hali daha vardır: buz VII.
Bu yılın Mart ayında jeologlar, yeraltındaki elmas taneciklerinde su moleküllerinin varlığını keşfettiler ve dünyanın içinde bildiğimizden daha fazla su olabileceğine inandılar. Bu keşif, yalnızca dünyanın sahip olduğu toplam su miktarını yeniden hesaplamanın değil, aynı zamanda ısının yer kabuğundan geçme şeklini simüle eden ve depremlerin sıklığını tahmin eden modeli de değiştirmenin gerekli olduğunu gösteriyor. Bu çalışma araştırmacıların ilgisini çekmiştir.En son araştırma, Ice VII'nin saatte 1,610 kilometre hızla anında oluşup büyüyebilen çok garip özelliklere sahip bir tür "buz" olduğunu ortaya koymuştur ...
Araştırmacılar, Güney Afrika, Çin, Zaire ve Sierra Leone'den toplanan elmas örneklerini X ışını kırınım teknikleri kullanarak analiz ettiler ve elmasların su içerdiğini buldular. Elmaslardaki su molekülleri katı buz formuna sıkıştırılsalar da, yeryüzünden 4700-5100 kilometre (dünyanın ilk seviyesi: dış top) litosferden çok daha derindeki geçiş katmanında sıvı su molekülleri olarak bulunurlar. , Sıvı bölge, iç küre).
Geçiş katmanından gelen su molekülleri, karbon atomlarının düzenlenmesiyle oluşan elmas kristal kusurlarında bulunur.Yüksek basınç, su moleküllerini sıkıştırarak geleneksel buzdan farklı bir yapıda düzenlenmeye zorlar. Farklı basınçlar, su moleküllerini buz-VII denilen bir dizi farklı yapıya sınırlayabilir Bu, VII'nin doğada var olduğunun ilk kanıtıdır.
Deneyler, buz VII'nin yer altı yüksek sıcaklık ve 100.000 atmosfer altında homojen çekirdeklenme veya heterojen çekirdeklenme ile oluşturulabileceğini göstermiştir, ancak çekirdeklenme mekanizması hala çözülmemiş bir gizemdir. Son zamanlarda, California'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, Ice VII'nin belirli bir basınç eşiği altında şimşek hızında (1000mph = 1610km / s) genişlediğini ve genişlediğini göstermek için matematiksel modeller tasarladılar. Anlık dönüşüm süreci homojen çekirdeklenmedir. Çalışmalar, homojen çekirdeklenmenin anahtarının belirli bir kritik nokta olduğunu göstermiştir.
Sıvı suyun katı buza dönüşmesinin farklı yolları, kristalde farklı bir atomik yapıya sahip olan buz VII ile sonuçlanır.Araştırmacılar, ice VII'nin önce moleküler kümeler oluşturduğuna ve daha sonra ultra yüksek nanosaniye hızında suda yayıldığına inanıyor. Araştırmacılar, "Yavaş bir gizli ısı giderme işlemine gerek yoktur. Arayüz hızı, arayüzdeki hızlı moleküler sıralama ile kontrol edilir" dedi.
Ice VII'nin keşfi tüm teorik beklentiler, laboratuvar oluşturma ve doğal doğrulama sürecinden geçti ve şimdi deneysel verilere uygun bir matematiksel model var. Model araştırma ekibi, buz VII'nin moleküler düzeyde nasıl oluştuğunun yeni yorumunun hafıza depolama, malzeme sentezi vb. Çalışmalar üzerinde derin bir etkiye sahip olabileceğine ve yabancı gezegenlerde yaşamın varlığının belirlenmesine yardımcı olabileceğine inanıyor. Çünkü buz VII varsa, bu, yaşamı sürdürmek için gerekli olan sıvı su olduğu anlamına gelir ...
Referanslar: 1. Elmaslardaki Buz-VII kapanımları: Dünyanın derin mantosundaki sulu sıvı için kanıt, Science, 2018, Cilt 359, Sayı 6380, s. 1136-1139;
2. Yüksek Basınçlarda Suyun Nanosaniye Dondurulması: Metastabilite Sınırına Yakın Çekirdeklenme ve Büyüme, Fiz. Rev. Lett., 2018, 121, 155701.
