تم إثبات وجود نوع غريب من الجليد يُعتقد أنه يعيش في أعماق محيطات الكواكب الغريبة.
لأول مرة، قام الباحثون بمراقبة مباشرة لنوع من المرحلة الهجينة للماء يسمى الجليد البلاستيكي، الذي يتشكل عند درجات حرارة وضغوط عالية ويظهر خصائص لكل من الجليد الصلب والماء السائل. قد تساعد هذه الملاحظات، التي تم الإبلاغ عنها في 12 فبراير في مجلة Nature، الباحثين على فهم أفضل للهندسة الداخلية والعمليات الخاصة بعوالم أخرى في نظامنا الشمسي وما وراءه، وبعضها قد يكون صالحًا للسكن.
يقول الفيزيائي ليفيا بوف من جامعة سابينزا في روما إن الجليد البلاستيكي هو “شيء وسيط بين السائل والبلور، يمكنك تخيل أنه أكثر ليونة عندما تضغط عليه”. يُطلق عليه اسم الجليد البلاستيكي لأنه يمكن تشكيله أو تشويهه بسهولة أكبر مقارنة بالجليد البلوري التقليدي، حيث يظهر خاصية يسميها العلماء اللزوجة. “مثل شيء يمكن أن [يضغط] عبر ثقب ويخرج منه حتى لو كان لا يزال صلبًا.”
يتكون معظم الجليد على سطح الأرض – بما في ذلك مكعبات الثلج والأنهار الجليدية والثلوج – من جزيئات الماء المرتبة في شبكة سداسية تشبه خلية النحل. يصنف العلماء هذا النوع الشائع من الثلج كالجليد Ih. ولكن بالإضافة إلى الجليد Ih ، هناك ما لا يقل عن عشرين مرحلة جليدية أخرى معروفة تتشكل تحت ظروف ضغط ودرجة حرارة مختلفة. عند الضغوط التي تزيد عن عشرين ألف بار – أو عشرين ألف كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع – تنضغط شبكات الثلج إلى Ice VII ، وهو شكل متعدد الأشكال له هيكل مكعب كثيف حيث تكون الجزيئات مرتبة مثل المكعبات في مكعب روبيك. تم العثور على Ice VII محاصرًا داخل الماس المستخرج من الوشاح الأرضي ويُعتقد أنه يحدث أيضًا داخل كواكب أخرى. وقد يهتم عشاق كورت فونيغوت بمعرفة أن الجليد IX اكتشف عام 1996، رغم أنه يفتقر إلى القدرة المرعبة لتجميد المحيطات بأكملها.
هناك أيضًا مراحل جليدية تم الافتراض فقط بوجودها. قبل أكثر من خمسة عشر عامًا، أظهرت المحاكاة الحاسوبية أنه عندما يتم تسخين Ice VII وتعرضه لضغوط شديدة، يجب أن تبدأ جزيئات الماء الفردية بالدوران بحرية, كما لو كانت سائلة بينما تحتفظ بمواقع ثابتة كما هو الحال مع المواد الصلبة. نظرًا لأن المرحلة الافتراضية تشترك بنفس الهيكل البلوري المكعب مثل Ice VII ، فقد عُرفت باسم الجليد البلاستيكي VII . ولكن نظرًا لأن إجراء التجارب تحت ضغوط عالية جدًا كان غير ممكن تقنيًا آنذاك ، فقد أفلتت الأدلة القاطعة على وجود الجليد البلاستيكي لسنوات عديدة.
في الدراسة الجديدة ، استخدم بوف وزملاؤه أداة جديدة نسبيًا في معهد لوي لانجين في غرونوبل بفرنسا قادرة على قياس حركات الجزئيات تحت ضغوط شديدة . خلال التجارب ، وجهوا شعاع نيوتروني نحو عينات الماء وعرضوها لدرجات حرارة تصل إلى326 درجة مئوية وضغوط تصل إلى60,000 بار . بينما تفاعلت النيوترونات القادمة مع جزيئات الماء الموجودة بالعينات, اكتسبت أو فقدت الطاقة اعتماداً على مدى حركة ودوران جزيئات الماء, قبل أن تتشتت بعيداً نحو جهاز الكشف . سمح قياس طاقات النيوترونات المتناثرة لفريق بوف بتوصيف حركات الجزئيات وتحديد المرحلة التي تكونت.
