Внешний облик воды не всегда соответствует ее истинной природе. Исследования выявили, что в условиях, близких к экстремальным, например, на других планетах, она способна изменять свою атомную структуру, что влечет за собой трансформацию внешнего вида и прочих характеристик. Новое исследование исследование Университета Невады в Лас-Вегасе, представленное в журнале Communications Chemistry, демонстрирует, что под воздействием высокого давления вода приобретает меньшую степень симметричности.

«Поведение воды в средах, отличных от земных, оказывается значительно более сложным, чем представлялось ранее, — отметил физик Ашкан Саламат, руководитель исследования и директор Лаборатории экстремальных условий Университета Невады в Лас-Вегасе. — Наблюдать за тем, как вода реагирует на давление, поистине удивительно».

При сжатии большинства веществ наблюдается уменьшение объема и сближение атомов, что, как предполагалось, должно привести к более упорядоченному расположению частиц. Однако эксперименты с водой показали обратное: при ее сжатии происходит изменение химического состава.

В ходе лабораторных исследований, проведенных Саламатом, давление на воду достигло 35 миллионов фунтов на квадратный дюйм (PSI). Для сопоставления, типичное давление в автомобильной шине составляет приблизительно 30 PSI. Таким образом, созданные условия в лаборатории оказались схожими с теми, что существуют на Нептуне или Уране – ледяных гигантах, представляющих собой шары из расплавленной воды, аммиака и метана, находящихся в металлическом состоянии.

«Мы не имеем возможности изучить кору или атмосферу этих планет напрямую из-за огромного расстояния до них, но у нас есть данные, полученные, например, благодаря миссии «Вояджер»», – отметил Саламат. «У нас есть информация об их составе, внутреннем давлении и температуре. А в лабораториях, подобных моей, мы можем воссоздать химические процессы и проводить эксперименты, имитирующие условия внутри этих планет».

Согласно данным исследования, вода способна проявлять нестандартные формы. Вполне вероятно, что она может вести себя как хамелеон, принимая различные структурные конфигурации, отличные от тех, что наблюдаются на Земле, вследствие значительно более высокого давления. В случае уменьшения давления, космическая вода, вероятнее всего, приобрела бы структуру, привычную для нашей планеты.

Проверка была осуществлена посредством спектроскопического анализа: образцы подвергались сжатию между двумя алмазами – самым твердым известным материалом – для создания экстремального давления. После этого рентгеновские лучи использовались для изучения расположения атомов в структуре материала.

Саламат отметил, что изучение процессов, определяющих формирование Солнечной системы и Вселенной в целом, играет ключевую роль в расширении человеческого понимания. Он добавил: «Какие открытия нас ждут, когда мы достигнем новых миров? Мы являемся пионерами в попытках найти ответы на эти вопросы посредством лабораторных экспериментов».