هر دوی این اشکال آب در فضا یافت می شوند زیرا فعالیت حرارتی کافی برای تشکیل یخ کریستالی وجود ندارد. نزدیکترین آنها بر روی زمین در اتمسفر بالایی است. شکاف در چگالی نشان میدهد که باید حد وسطی وجود داشته باشد، اما اجماع علمی آن را به یکی دیگر از ویژگیهای عجیب آب تبدیل کرد.
یخ کریستالی معمولی (چپ) و MDA (راست) در مقیاس اتمی.یکی از نویسندگان این مطالعه، پروفسور آندریا سلا، افزود: “ما نشان داده ایم که می توان چیزی شبیه یک نوع آب استاپ موشن ایجاد کرد. این یک یافته غیرمنتظره و کاملا شگفت انگیز است.”
او گفت: ما برای مدت طولانی دیوانه وار یخ را تکان دادیم و ساختار کریستالی را از بین بردیم. به جای اینکه با تکههای کوچکتر یخ به پایان برسیم، متوجه شدیم که به یک نوع کاملاً جدید رسیدهایم که ویژگیهای قابل توجهی دارد.»
اگرچه آب یکی از اجزای سازنده حیات است و بیش از 70 درصد از سطح زمین را پوشانده است، اما دارای خواص غیرعادی بسیاری است که حتی علم مدرن نیز با آنها سازگاری ندارد. به عنوان مثال، تحت فشار زیاد، فشرده سازی آب آسان تر می شود. این خاصیت معکوس با هر ماده دیگری است.
یکی از جالبترین ویژگیهای غیرعادی MDA این است که با «ذوب شدن»، به یخ کریستالی تبدیل میشود – فرآیندی که مقدار «فوقالعادهای» گرما آزاد میکند. محققان این نظریه را مطرح میکنند که این میتواند عامل ایجاد “یخلرزه” در قمر مشتری گانیمد باشد.
مطالعه فاز جامد آب منجر به کشف بیش از 20 نوع یخ توسط دانشمندان شده است. 20 شکل کریستالی و دو نوع آمورف وجود دارد – چگالی بالا (HDA) و چگالی کم (LDA). دانشمندان LDA را در دهه 1930 هنگامی که بخار آب را در معرض یک ورق فولادی سرد شده تا 100- درجه سانتیگراد قرار دادند، کشف کردند. پنجاه سال بعد، آنها دریافتند که می توانند HDA را با فشرده سازی یخ در دمای 200- درجه سانتیگراد ایجاد کنند.
“یک شکاف تراکم بزرگ بین وجود دارد [high-density and low-density amorphous ice]سالزمن گفت، و حکمت پذیرفته شده این بوده است که هیچ یخی در آن شکاف چگالی وجود ندارد.
بالاخره یکی دیگر از خواص عجیب آب این است که با سرد شدن، متراکم می شود. این افزایش چگالی باعث می شود که آب سرد در زیر مولکول های گرمتر خود فرو رود. هر دوی این ویژگی ها طبیعی است. با این حال، آب تنها در 4 درجه سانتیگراد، درست بالاتر از نقطه انجماد، به اوج چگالی می رسد. سپس با نزدیک شدن به صفر درجه سانتیگراد و شروع به تشکیل کریستال های یخ، چگالی آن کمتر می شود و بالا می رود، به همین دلیل یخ شناور می شود. این ویژگی منحصر به آب است و به همین دلیل است که دانشمندان به اشکال جامد آن بسیار علاقه مند هستند.
به طور خلاصه: محققان دانشگاه کالج لندن (UCL) و کمبریج شکل جدیدی از یخ را کشف کردند. به طور طبیعی روی زمین ایجاد نشده است، اما ممکن است در قمرهای یخی غول های گازی وجود داشته باشد. این تنها یکی از 23 نوع یخ H2O است که دانشمندان کشف کرده اند و دارای خواصی است که اساساً درک ما از حالت “جامد” آب را تغییر می دهد.
محققان زمانی که یخ معمولی را در فرآیند آسیاب گلوله ای در دمای 200- درجه سانتیگراد قرار دادند تا حدی به طور تصادفی متوجه شدند تا ببینند چه اتفاقی می افتد (در بالا). نتیجه یک فاز کاملاً جدید H2O بود که در سطح مولکولی (زیر) بیشتر شبیه آب است تا یخ. ماده پودری سفید در لمس حرکت می کند، مانند آب، اما به اندازه کافی متراکم است که شکل خود را مانند یخ حفظ کند.
کریستوف سالزمن، پروفسور شیمی دانشگاه کالج لندن (UCL) می گوید: «آب اساس همه زندگی است. وجود ما به آن بستگی دارد، ما مأموریتهای فضایی را برای جستجوی آن راهاندازی میکنیم، اما از نقطهنظر علمی آن را به خوبی درک نمیکنیم.»
دکتر Rosu-Finsen توضیح می دهد که فرآیند آسیاب گلوله ای کریستال های یخ را پودر کرده و آنها را به یک توده بی شکل تبدیل می کند.
با این حال، سالزمن، دکتر الکساندر روسو-فینسن و تیمی از دانشمندان دیگر از UCL و کمبریج شکل جدیدی از یخ آمورف را در آزمایشگاه ایجاد کردند که در شکاف بین HDA و LDA قرار دارد. آنها آن را “یخ آمورف با چگالی متوسط” یا MDA می نامند.
کشف MDA بدون شک منجر به مطالعه بیشتر این شکل عجیب و غریب از یخ خواهد شد.