Со процесот познат под името топчесто мелење научниците успеаја да создадат нов цврст вид на мраз со - како што сами тврдат - извонредни својства.
Истражувачи во Обединетото Кралство, на универзитетите УЦЛ и Кембриџ, открија нов вид мраз кој би можел да го промени нашето научно сфаќање на водата. Професорот Кристоф Салцмен (УЦЛ), еден од авторите на струдијата, вели:
„Водата е основа на сѐ живо. Нашето постоење зависи од водата, одиме во Вселената во потрага по неа, но од научна гледна точка малку знаеме за водата“.
Имено, водата има мнофгу аномалии кои долго ги збунуваат научниците. На пртимер, водата е најгуста на 4°C и станува помалку густа која се замрзнува - поради што мразот плови. Иусто така, што поголем притисок правите врз течна вода, толку е полесно да ја компесирате - што отстапува од принципот кој важи за поголемиот дел други супстанци.
Новооткриениот мраз е аморфен, односно неговите молекули не се правилно подредени како во обичниот, кристален мраз.
Аморфниот мраз е редок на Земјата и се јавува само во студените горни слоеви на атмосферата - но затоа е главен тип на мраз во Вселената, бидејќи таму нема доволно топлинска енергија за да се формираат ледените кристали што нам ни се познати.
Аморфниот мраз прв пат бил откриен во форма со мала густина во 30-тите години на минатиот век, кога научниците кондензирале водена пареа на метална површина изладена до -110°C. Неговата состојба со висока густина беше откриена во 80-тите кога обичниот мраз беше компримиран на речиси -200°C.
Она што сега го открија научниците е аморфен мраз со средна густина - кој изгледа како фин бел прав - и кој, за разлика од сите други познати форми, има иста густина како течната вода и чија состојба наликува на - вода во цврста форма.
Новиот мраз го нарекоа - аморфен мраз со средна густина, MDA (medium-density amorphous ice).
За студијата, објавена во списанието Science, истражувачкиот тим користел добро познат процес наречен топчесто мелење - во контејнер изладен на -200°C, обичниот мраз енергично се протресува заедно со челични топчиња.
Водечкиот автор д-р Александер Росу-Финсен вели: „Го тресевме мразот како луди и ја уништивме неговата кристална структура. Наместо на крајот да добиеме помали парчиња мраз, сфативме дека добивме сосема нов вид на нешта, со некои извонредни својства“.
Научниците претпоставуваат дека MDA може да постои во ледените месечини на надворешниот Сончев Систем, бидејќи плимните сили од гасните џинови како Јупитер и Сатурн можат да дејствуваат на обичниот мраз како мелење челични топчиња во лабораторија.
Дополнително, тимот откри дека - кога MDA се загрева и рекристализира, ослободува извонредна количина на топлина - што значи дека може да предизвика тектонски движења и „мразотреси“ во дебелиот километар мраз на месечините како што е јупитеровата по име Ганимед.
Проф. Ангелос Михаелидес, главен автор од Кембриџ, рече: „Генерално се вели дека аморфниот мраз е најзастапената форма на вода во вселената. Сега допрва треба да истражиме колку од овој мраз е MDA и колку е геофизички активен“.
Истражувачите велат дека овој новооткриен мраз можеби е вистинска стаклена состојба на вода - односно точна реплика на течна вода во цврста форма, на ист начин како што стаклото во прозорците е цврста форма на течна силика. Сепак, друго сценарио е дека MDA воопшто не е стаклеста, туку е во високо намалена кристална состојба.
Коавторот на студијата, професор Андреа Села (УЦЛ), вели: „Покажавме дека е можно да се создаде она што изгледа како тргни-застани вид на вода. Ова е неочекувано и прилично неверојатно откритие“.
Д-р Мајкл Дејвис, кој работел на компјутерските симулации и модели на студијата, вели: „Нашето откритие покренува многу прашања за природата на течната вода, така што разбирањето на прецизната атомска структура на MDA е многу важно“.
„Познаваме 20 кристални форми на мраз, но претходно беа откриени само два главни типа на аморфен мраз, познати како аморфен мраз со висока и ниска густина. Меѓу нив постои огромен јаз и се претпоставуваше дека нема различен мраз помеѓу нив. Нашата студија покажува дека MDA е токму внатре во овој јаз во густината“, вели професорот Салцмен.
Јазот во густината помеѓу познатите аморфни типови мраз ги наведе научниците да веруваат дека на многу ниски температури - водата всушност постои како две течности и дека теоретски, на одредена температура, и двете од овие течности можат да коегзистираат, при што еден вид лебди над другиот - како при мешање масло и вода.
Оваа хипотеза (масло/вода) беше докажана во компјутерска симулација, но не е потврдена со експеримент. Истражувачите кои го открија MDA велат дека нивната нова студија може да покрене прашања за валидноста на идејата.
Салцмен за ова вели: „Постоечките модели на вода треба повторно да се тестираат. Тие мора да бидат способни да го објаснат постоењето на аморфен мраз со средна густина. Ова може да биде почетна точка за конечното објаснување на течната вода“.
