Cnbeta 02月21日
科学家观察到一种在外星行星上才存在的冰
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研究人员首次直接观察到一种名为“塑料冰七”的奇特冰相,证实了其存在。这种冰在高温高压下形成,表现出固体冰和液态水的双重特性。实验发现,在特定条件下,水分子旋转速度与液态水相当,并快速重新键合。该发现对了解冰冻卫星的演化至关重要,并可能存在于系外行星的海洋底部,影响其宜居性。研究“塑料冰七”的盐融入晶格特性,有助于确定这种冰相是否促进了系外行星海底与上方海洋之间的盐交换,为海洋提供更多营养,为探索外星世界提供新的视角。

🧊“塑料冰七”是一种在高温高压下形成的特殊冰相,它既具有固体冰的晶格结构,又表现出液态水的分子运动特性,使其具有可塑性。

🔬研究人员利用新型工具,在实验室中模拟了极端压力环境,首次直接观测到“塑料冰七”的形成过程,证实了其水分子在高温高压下的剧烈旋转和快速键合现象。

🪐“塑料冰七”可能存在于木卫二、土卫六等冰冻卫星的早期,以及系外行星的巨大海洋底部,其盐融入晶格的特性可能影响行星海洋的盐交换和营养供给,进而影响其宜居性。

🔭研究“塑料冰七”有助于我们更好地了解太阳系内外冰冻天体的内部结构和演化过程,为探索外星生命的可能性提供新的线索和视角。

一种被认为存在于外星行星海洋深处的奇怪冰终于被证明存在。研究人员首次直接观察到一种被称为塑料冰的水的混合相,它在高温高压下形成,并表现出固体冰和液态水的特征。最近发表在《自然》(Nature)杂志上的这些观测结果,可能有助于研究人员更好地了解太阳系内外其它世界的内部结构和过程,其中一些可能适合居住。

塑料冰之所以得名,是因为它比典型的结晶冰更易成型或变形,表现出可塑性。人类常见的冰由六边形晶格的水分子组成,被称为“冰lh”。但在不同的压力和温度条件下,冰至少有20种冰相。其中,7号冰(冰VII)具有致密立方结构,科学家在来自地球地幔的钻石中发现了它,并推测它也存在于其它行星的内部。而“塑性冰七”(Plastic ice VII)则是理论预测的冰相,其水分子在极端压力下可自由旋转,同时占据固定位置。

为证实“塑性冰七”的存在,研究人员在法国格勒诺布尔的劳-朗格万研究所使用了一种新型工具,测量极端压力下分子的运动。他们发现,在约177°C以上、超过30亿帕的压力下,水分子旋转速度与液态水分子相当,形成了具有立方晶格的“塑性冰七”。然而,观察到的水分子旋转更为剧烈,氢键断裂后快速与邻近分子重新键合。

这一发现对于了解太阳系内外冰冻卫星的演化具有重要意义。在木卫二、土卫六等卫星形成初期,“塑性冰七”可能就已存在。此外,这些奇怪的冰还可能存在于系外行星的巨大海洋底部,其中一些可能适合居住。研究“塑性冰七”的盐融入晶格特性,有助于确定这种冰相是否促进了系外行星海底与上方海洋之间的盐交换,为海洋提供更多营养。这一研究成果有望为探索外星世界提供新的视角。

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