Ученые впервые обнаружили ультра-редкий лед-VII на Земле в бриллиантах

Большинство научных открытий являются продуктом многолетних тщательных исследований, но иногда наука происходит случайно. Так было с исследователями из Университета Невады, которые искали определенную форму углекислого газа в алмазах. Вместо этого они обнаружили первые образцы естественного льда-VII на Земле. Хотя на Земле он практически отсутствует, лед-VII может играть важную роль в других частях Солнечной системы. Теперь у нас есть способ изучить этот материал.

Весь лед, который вы когда-либо выпили или выскочил с вашего лобового стекла, - это то, что известно как лед-я. Когда вода замерзает, атомы кислорода переходят в гексагональное расположение. Именно поэтому лед расширяется и имеет более низкую плотность, чем вода. Сжатие льда может изменять форму кристаллов, превращая лед-I в лед-II (кристаллы в форме ромбы), лед-III (тетрагональные кристаллы) и т. Д.

Ice-VII с его кубическими кристаллами уникален тем, что он остается стабильным, даже когда давление резко возрастает. Это в 1,5 раза плотнее льда. Там практически нет Земли для образования льда-VII, поскольку для этого требуются как низкие температуры, так и высокое давление, превышающее 30 000 атмосфер (3 гигапаскаля). Единственное место, где вы можете достичь этого давления, глубоко в мантии Земли, но слишком холодно для льда, чтобы образоваться там. Вот тут и появляются алмазы.

По словам геолога Оливера Цунера из Университета Невады, алмазы часто забирают молекулы во время их образования на Земле. Эти так называемые включения могут влиять на качество или цвет алмаза, но иногда включение - это просто вода. Одним интересным свойством алмазов является то, что внутренние структуры не расслабляются, когда они покидают мантию высокого давления. Таким образом, вода внутри алмаза остается сжатой, хотя она технически находится в жидком состоянии.

Образование льда-VII не требует температур замораживания - пока давление достаточно высокое, лед-VII может образовываться при комнатной температуре. Когда команда Цаунера открыла алмазы для сканирования рентгеновских лучей, они обнаружили отличительную кристаллическую структуру льда-VII. Это открытие указывает на то, что некоторые алмазы образуются при таком высоком давлении, что вода, запертая внутри, может стать чрезвычайно редким ледяным VII. Это могло начаться как вода, но в более прохладной среде он спонтанно образовал лед-VII.

Ученые полагают, что лед-VII может присутствовать глубоко в ледяных листах на лунах, таких как Энцелад и Европа, или как часть дна океана под углеводородными морями Титана. Наличие естественных образцов льда-VII на Земле для изучения могло бы помочь нам понять среду на этих лунах.