Garip Buz Çeşidi Keşfedildi

Bilim adamları, süper soğuk çelik toplardan oluşan bir kavanozda sıradan donmuş suyu sallayarak, sıvı su günümüzdeki diğer tüm buzlardan daha yakın olan, daha önce bilinmeyen bir buz şekli keşfettiler.

Amorf buz, Dünya’da doğal olarak bulunmayan bir formdur. Bunun nedeni, atomlarının net, tekrar eden bir kristal modelde düzenlenmesi değil, atomik bileşimler oluşturmak için birbirine karıştırılmış olmasıdır. Ancak ekibin bilyeli öğütme adı verilen deneylerinden kaynaklanan şekilsiz buz, şimdiye kadar görülen hiçbir şekilsiz buza benzemiyor.

Amorf buz tipik olarak santimetreküp başına yaklaşık 0,94 gram gibi düşük bir yoğunluğu veya santimetreküp başına 1,13 gramdan başlayan yüksek bir yoğunluğa sahip. Yeni buzun yoğunluğu 1,06 gram/santimetreküp, bu da 1 gram/santimetreküp olan suyun yoğunluğuna inanılmaz derecede yakın. Eskiden İngiltere’deki University College London’dan kimyager Alexander Roseu-Finsen liderliğindeki araştırmacılar, yeni forma orta yoğunluklu amorf buz (MDA) adını verdiler.

University College London’dan kimyager Christoph Salzmann; “Su tüm yaşamın temelidir. Varlığımız buna bağlı, onu aramak için uzay görevleri başlatıyoruz, ancak bilimsel açıdan tam olarak anlaşılamıyor, ”diyor. “20 kristal buz formunun farkındayız, ancak şimdiye kadar yüksek ve düşük yoğunluklu amorf buz olarak bilinen sadece iki ana amorf buz türü keşfedildi. Bu süreksizlik içinde buz yoğunluğu mevcut değil” diye açıklıyor Salzmann. “Çalışmamız, MDA’nın yoğunluğunun tam olarak bu yoğunluk boşluğu içinde olduğunu gösteriyor ve bu bulgunun, sıvı su ve onun birçok anomalisini anlamamız için geniş kapsamlı etkileri olabilir.”

Su, her hangi bir yüzeyde ilerlemesi normal değil sadece garip bir durum. Çok yaygın olduğu ve hayatta kalmamız için gerekliliği onun hakkında fazla düşünmemizden alıkoyan bir durum ama diğer sıvılarla aynı kurallara da uymuyor. Üniversal bir çözücüdür; yani diğer birçok madde içinde çok kolay çözünür. Kaynama noktası gibi yüzey gerilimi de diğer sıvılara kıyasla alışılmadık derecede yüksek. Aynı zamanda soğutma koşulları altındaki yoğunluğu belki de en tuhaf maddedir: çoğu sıvı donduğunda yoğunlukları artar fakat Su bunun tersini yapar. Daha az yoğun hale gelir, yani su buzu genellikle sudan daha az yoğundur.

Ancak tüm dondurmalar aynı değildir. Burada Dünya’da buz, atomlarının tekrar eden altıgen bir model oluşturmasıyla doğal olarak kristal bir form alır. Bu nedenle kar taneleri altıgen şeklindedir. Bununla birlikte, boşluğa yakın uzayda, buz genellikle şekilsizdir çünkü atomlar kristal bir yapı halinde kıvrılmak için yeterli termal enerjiyi depolamazlar.

Şekilsiz buzdaki yoğunluk farkı, suyu anlamamız için temel olmuştur. Aslında, önceki araştırmalar ve modellemeler, ayırmanın, çok düşük sıcaklıklarda, suyun, koşullar uygunsa, karışmaz, yağ ve su gibi bir arada var olan iki ayrı sıvı ayrışma anlamına gelebilir. Rose-Finsen ve meslektaşları birkaç çelik topla deney yaptı. Demir toplu değirmen, malzemeleri öğütmek veya karıştırmak için endüstriyel bir yöntemdir. Araştırmacılar öğütme kavanozunu -200 santigrat derec sıvı nitrojenle soğuttular, normal su buzu eklediler ve karıştırdılar. Rosu-Finsen bu olayı, “Buzu uzun süre deli gibi karıştırdık ve kristal yapıyı yok ettik,” diye açıklıyor. “Daha küçük buz parçalarıyla sonuçlanmak yerine, bazı harika özelliklere sahip tamamen yeni bir şey bulduğumuzu fark ettik.” Açıklamasında bulundular.

Bu özelliklerin ne anlama geldiği tamamen açık değildir. Araştırmacılar, MDA’nın sıvı suyun “camsı” hali olabileceğini düşünüyor. Şekilsiz buz doğal olarak oluşmasa da, başka şekilsiz katılar mevcuttur; Bunlardan biri camdır ve sıvı silikon dioksitin katı bir şeklidir. Ancak MDA, ağır şekilde kırılmış kristal buz da olabilir. Bu, MDA’nın resme nasıl uyduğunu görmek için mevcut su modellerimizin gözden geçirilmesi gerektiğini gösteriyor. Ancak bu, Evrendeki su buzunun davranışının bazı özelliklerini açıklama umudu veriyor.

Araştırmacılar, MDA yeniden kristalleştirildiğinde, sıkıştırıldığında ve ısıtıldığında ne olduğunu görmek için deneyler yapt. Bu sürecin şaşırtıcı miktarda enerji açığa çıkardığını buldular, bu da MDA’nın Jüpiter’in uydusu Ganymede gibi buzla kaplı dünyalardaki tektonik aktivitede rol oynayabileceği düşünülüyor. Bu keşif aynı zamanda gelecekteki deneyler için potansiyel ve suyun özel özelliklerinin incelenmesini de göstermektedir. University College London’dan kimyager Andrea Sella, “Hızlandırılmış suya benzeyen su üretmenin mümkün olduğunu gösterdik” diyor. “Bu beklenmedik ve oldukça şaşırtıcı bir keşif.”

Bu yazı Science adresinden derlenmiştir.

Yorum yapın