Dvi naujai atrastos šaldyto sūraus vandens formos gali padėti mokslininkams įminti paslaptį, susijusią su… Saulės sistema Ledu padengti mėnuliai.

Kai veikiamas didesnis slėgis ir žemesnė temperatūra, nei būtų kitu atveju randama gamtoje Žemėje hidratuoto natrio chlorido atomai, labiau žinomi kaip sūraus vandens ledas, yra išsidėstę į anksčiau nenustatytas struktūras, kuriose yra daug daugiau vandens molekulių nei druskoje.

Tai gali paaiškinti keistą cheminį medžiagos požymį Jupiterio palydovo Europa paviršiuje, kuris atrodo vandeningesnis, nei tikisi mokslininkai.

„Šiais laikais retas atvejis turi esminių mokslo atradimų“, Žemės ir kosmoso mokslininkas Baptiste’as Journeau sako iš Vašingtono universiteto.

„Žemės sąlygomis druska ir vanduo yra gerai žinomi. Bet tada mes esame visiškai tamsoje. Ir dabar turime šiuos planetinius kūnus, kuriuose tikriausiai yra mums labai pažįstamų junginių, tačiau labai keistomis sąlygomis. Turime iš naujo padaryti visi pagrindiniai mineralų mokslai, kuriuos žmonės darė devintajame amžiuje, bet esant aukštam slėgiui ir žemai temperatūrai. Tai įdomus laikas.

Druskos ir vandens – taip pat žinomų kaip natrio chloridas ir vandenilio peroksidas – mūsų gimtajame pasaulyje gausu. Sujungus, druskos molekulės ištirpsta per vandens molekules, kad susidarytų tirpalas. Druskos buvimas sumažina tirpalo užšalimo temperatūrą, palyginti su nesūdytu vandeniu, tačiau temperatūrai toliau mažėjant įprastomis Žemės oro sąlygomis, galiausiai jis užšals.

Kai tai įvyksta, molekulės išsidėsto į standžią gardelės struktūrą, žinomą kaip hidratas. Žemėje (už laboratorijos ribų) ši struktūra turi tik vieną sudėtį: po vieną druskos molekulę kiekvienai dviem vandens molekulėms.

Tokiuose palydovuose kaip Europa ir Ganimedas, kurie skrieja aplink Jupiterį, ir Saturno palydovas Enceladas, mokslininkai taip pat aptiko druskos ir vandens įrodymų, tik rastos sąlygos šiek tiek skiriasi nuo tų, kurios yra Žemėje.

Šių tolimų pasaulių paviršiai, esantys beveik vakuume, toli nuo Saulės, yra veikiami didelio šalčio. Po jų lediniais kailiais yra vandenynai, kurie kai kuriais atvejais gali būti daugiau nei 100 kartų storesnis nei Giliausi vandenys žemėjesukeliantis tam tikrą labai ekstremalų slėgį ir temperatūrą.

Journaux ir kolegos nusprendė ištirti druskos poveikį ledo gamybai. Jie išspaudė nedidelį druskos vandens bloką į ritę Deimantinė priekalo ląstelė Itin šaltomis sąlygomis jis sukuria iki 25 000 kartų didesnį slėgį nei Žemės atmosferos slėgis, o temperatūrą sumažina iki -123 °C (-190 °F).

Jie nesitikėjo, kas nutiko toliau.

„Bandėme išmatuoti, kaip įdėjus druskos pasikeičia sniego kiekis, kurį galime gauti, nes druska veikia kaip antifrizas“, – sako ji. Journaux paaiškina. „Nuostabu, kad kai darėme spaudimą, pamatėme, kad šie kristalai, kurių nesitikėjome, pradėjo augti. Tai buvo labai netikėtas atradimas.

Eksperimento sąlygomis mokslininkai pastebėjo dviejų naujų druskos ir vandens molekulių išdėstymo atsiradimą. Viename 17 vandens molekulių buvo dvi druskos molekulės. Kitame yra 13 vandens molekulių vienai druskos molekulei. Abi jos labai skiriasi nuo vienos druskos, jos yra vanduo, natūraliai matomas Žemėje – ir atitinka vandens cheminius požymius, pastebėtus ant ledo mėnulių.

„Jis turi tokią struktūrą, kokios laukė planetų mokslininkai“, Journaux priduria.

Pagrindinis veiksnys, pasak mokslininkų, yra slėgis, kuris susmulkina molekules ir verčia jas ieškoti naujų būdų sugyventi. Tačiau net kai slėgis buvo sumažintas, vienas iš naujai nustatytų hidratų, turinčių 17 vandens molekulių, išliko stabilus iki -50 laipsnių Celsijaus. Tai rodo, kad jų galima rasti ir čia, Žemėje, galbūt po Antarktidos ledu.

Norint nustatyti, ar šis atradimas gali išspręsti ledinio mėnulio paslaptį, reikia atlikti tolesnius tyrimus.

“[The hydrate’s] Infraraudonųjų spindulių spektrai dar turi būti nustatyti būsimuose tyrimuose. rašo tyrėjai„Tačiau jų labai higroskopinė struktūra galėtų išspręsti ilgalaikę neapibrėžtos hidrato fazės Europos ir Ganimedo paviršiuje paslaptį.”

Tyrimas, paskelbtas m Nacionalinės mokslų akademijos darbai.