磨碎意外发现奇怪新类型冰,密度几乎等于水

冰块能浮在水面,是因密度低于液态水,但科学家最近新发现一种冰,密度几乎等于水密度。如果把这块冰噗通丢进水杯且没有立即融化,就会看到冰块上下晃动,既不是漂着也不会下沉。

冰是变形佼佼者,在极低温与高压环境下,冰原子会重新排列,这也是为什么科学家能在实验室、太空、地球深处发现至少20种冰化身的原因,有些甚至没有固定结构,称为非晶质冰。

伦敦大学学院团队基于好奇心,使用球磨机摇动装有冰和不锈钢球的容器,以液氮冷却至约 -200℃,没想到意外产生新类型非晶质冰,分子不像正常结晶冰排列整齐。过去我们已知其他类型的非晶质冰,但密度通常远低或远高于水密度,新型冰不同的是,密度几乎与水一样。

更神秘的是当研究人员压缩新型冰并加热至 -120℃ 时,发现冰重新结晶且发布大量热量。如果是其他非晶质冰,压缩也什么事都没发生,但新型冰却以某种方式存储机械能并通过加热释放。

由于新型冰是捣碎一般冰摇晃制成,与液态水的关联还不清楚,科学家不确定是否能简单通过冷却液态水产生,但了解中等密度非晶质冰可帮助研究人员更了解液态水。

木卫二欧罗巴、木卫三盖尼米德、木卫四等太阳系大型卫星,引力可能以类似球磨机剪切力撕裂卫星的冰,假如这种新类型冰其他卫星也有,就可能与矿物紧密结合产生未知影响。

新论文发布于《科学》(Science)期刊。

(首图为示意图,来源:Pixabay)