A természet leggyakoribb vízfajtája bizarabb, mint gondolnád

Ha feltennék nekünk a kérdést, hogy milyen vízfajtákat ismerünk, nehéz lenne rá válaszolni, vagyis inkább zavarbaejtően könnyű. Hiszen leginkább csak egyet, a nagybetűs VIZET. Miért, van más fajta víz is? Ha a halmazállapot irányából közelítjük meg, akkor tanulmányainkból és tapasztalatainkból tudjuk, hogy egy folyadék, tehát a víz is lehet gáz, folyadék és szilárd halmazállapotú, de ezek a halmazállapotok megváltoznak, ha hűtjük, vagy melegítjük az anyagokat.

De mit válaszolna erre egy tudós? A kutatók sokkal többet tudnak a vízről, mint az gondolnánk és olyan dolgokra is rájöttek, ami izgalmasabbá teszi ezt a folyadékot, mint ahogy valaha is képzeltük. Sok mindent tudunk mi is: hogy a Föld, valamint az emberi test jelentős része is ebből áll, hogy nélkülözhetetlen az élethez, hogy a legjobb szomjoltó, hogy a tisztított, szűrt víz egészséges, sőt azt is, hogy a megfagyott kristályok a tiszta víz esetében gyönyörű formákba rendeződnek.

A szétlőtt vízcsepp csodája


A New York-i Brighton Lézerenergetikai laboratóriumában dolgozó kutatók nemrégiben egy új felfedezést tettek. Kutatásuk során a világ legerősebb lézerével egy vízcseppet vettek célba, hogy először figyelhessék meg azt, hogy viselkedik a víz ennyire szélsőséges körülmények között.


De mi is történt a lézersugárnak köszönhetően? A sugár egy lökéshullámot hozott létre, ez pedig a víz nyomását több millió atmoszférára, hőmérsékletét pedig több ezer fokra emelte. Ebben a pillanatban röntgennel világították át a cseppet, így meglátták azt, amire a tudósok számítottak, mi viszont egészen biztosan nem.


Hőtől jég? Tessék?


Laikusként azt gondolnánk, hogy a felforrósított csepp azonnal légneművé vált és elpárolgott. Ezzel szemben az atomok szilárdra fagytak és kristályos jeget hoztak létre. Igen, a hő hatására a vízcseppből jég keletkezett.


A tudósok ennyire nem lepődtek meg, hiszen egy régebbi kutatás eredményei már bizonyították az úgynevezett szuperionikus jég létezését. A víz ebben az új, bizarr tulajdonságokkal rendelkező fázisában fekete és forró jégként jelenik meg és négyszer olyan nehéz, mint egy normál jégkocka.


A leggyakoribb vízfajta egy új kristály


A kutatók szerint ez az szuperionos jég a leggyakoribb, beleszámítva a Föld óceánjaiban található folyékony formát is. Mivel a kutatók már sok újfajta jeget találtak, ez a szuperionikus jég “XVIII. jég” elnevezésre tarthat igényt.


Az eddig ismert vízjegekhez képest azonban itt van egy kis csavar is. Az ép vízmolekulákból álló vízjegekkel szemben, amelyekben egy-egy oxigénatom két hidrogénnel kapcsolódik, a szuperionos jégben egyes vízmolekulák szétesnek. Félig szilárd, félig folyékony, amiben az oxigénatomok kocka alakú rácsot alkotnak, de a hidrogénatomok szabadon szétáradnak, és folyadékként áramlanak át az oxigének merev ketrecén. A tudósok szerint ez a szuperionos jég nem is a a víz új fázisam hanem az anyag egy új állapota lehet.


https://www.youtube.com/watch?v=IOvw4yjMJ3w


Jégóriások a világűrben


A kutatások szerint sok jégóriás méretű exobolygó rendelkezik a szuperionikus jég kialakulásához szükséges hőmérsékleti és nyomásviszonyokkal. Ez arra utal, hogy ez az anyag gyakori lehet a jeges világok belsejében az egész galaxisban.


De egyetlen valódi bolygó sem tartalmaz csak vizet, bármilyen formában. Olyan kémiai elemeket is tartalmaznak, mint a metán és az ammónia. Az, hogy a szuperionos viselkedés milyen mértékben fordul elő a természetben, attól függ, hogy ezek a fázisok akkor is léteznek-e, amikor a vizet más anyagokkal keverjük. Ez egyelőre nem egyértelmű, bár más kutatók szerint szuperionos ammóniának is léteznie kell.



https://www.quantamagazine.org/black-hot-superionic-ice-may-be-natures-most-common-form-of-water-20190508/

https://parallaxis.blog.hu/2021/09/02/fekete_forro_jeg_lehet_a_termeszet_leggyakoribb_vizformaja