Experimentele de laborator arată că apa își schimbă structura atomică la presiuni uriașe
Oamenii de știință au demonstrat că apa supusă unor presiuni extreme, similare celor întâlnite pe alte planete, își modifică structura atomică și își poate schimba proprietățile. Un studiu publicat în Communications Chemistry arată că, pe măsură ce asupra apei se aplică presiune, aceasta adoptă o versiune cu simetrie redusă a formei sale anterioare.
„Apa în condiții care depășesc cele asemănătoare Pământului are un comportament mult mai complex decât ne-am imaginat până acum”, a declarat fizicianul Ashkan Salamat, coordonatorul cercetării și directorul Laboratorului pentru Condiții Extreme al universității. „Este uimitor cum se poate comporta apa sub presiune.”
În mod obișnuit, comprimarea unui material reduce volumul și aduce atomii mai aproape unii de alții. De obicei, acest lucru ar duce la o aranjare a atomilor cu simetrie mai mare, însă apa s-a dovedit a fi o excepție, iar comprimarea îi modifică și proprietățile chimice.
Laboratorul lui Salamat a supus apa unei presiuni echivalente cu aproximativ 35 de milioane de livre pe țol pătrat, în timp ce presiunea într-un cauciuc de automobil este de circa 30 de livre pe țol pătrat. Astfel, echipa a reprodus condiții apropiate de cele de pe Neptun sau Uranus, giganți de gheață descriși ca sfere de apă, amoniac și metan topite, cu aspect metalic.
„Nu putem pătrunde în crusta sau atmosferele acestor planete din cauza distanței, dar avem date de la programe precum Voyager”, a explicat Salamat. „Avem o idee despre compoziția lor, despre presiunea și temperatura din interior. Iar în laboratoare precum al meu putem imita chimia și putem experimenta cu ceea ce s-ar putea întâmpla în interiorul acestor planete.”
Rezultatele arată că apa poate lua forme neobișnuite. Datorită presiunilor mult mai mari decât cele de pe Pământ, apa ar putea exista într-o structură foarte diferită. Dacă presiunea ar fi eliberată, apa cosmică s-ar rearanja probabil într-o structură cunoscută, des întâlnită pe planeta noastră.
Pentru teste, cercetătorii au folosit spectroscopia, comprimând probele între doi diamante, cel mai dur material cunoscut, pentru a genera presiuni extraordinare, apoi au folosit raze X pentru a observa aranjarea structurală a atomilor.
„Înțelegerea mecanismelor sistemului nostru solar și ale universului observabil este esențială pentru cunoașterea umană”, a spus Salamat. „Când vom ajunge în cele din urmă pe aceste lumi, ce vom vedea? Suntem cu adevărat primii pionieri care încearcă să răspundă la aceste întrebări în laborator.”
