21.06.2018 | Наука

В недрах Земли обнаружили странную воду

Ученые Чикагского университета провели квантовые симуляции, чтобы смоделировать поведение воды в экстремальных условиях, существующих в мантии Земли.

Фото: Greg Baker / AP

Фото: Greg Baker / AP

Статья исследователей опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. О научной работе кратко рассказывается в пресс-релизе на EurekAlert!.

При сверхвысокой температуре и давлении вода начинает демонстрировать аномальные свойства, находясь одновременно в разных фазах. Она может быть жидкой, когда температура среды в 10 раз выше точки кипения, а также сочетать в себе признаки жидкости и твердого тела.

Ученые смоделировали условия с помощью суперкомпьютера, повысив температуру и давление среды, в которой находятся молекулы воды, до значений, которые, соответственно, в 40 раз и 100 тысяч раз выше нормальных условий. В лаборатории такой эксперимент провести невозможно, поскольку вода начинает вступать в химические реакции с материалом оборудования. Для простоты исследователи рассматривали лишь небольшое число молекул H2O, изучив их квантовые состояния при экстремальных условиях.

Исследователи показали, что при температуре 1000 кельвин (726 градусов Цельсия) и давлении 11-20 гигапаскаль (ГПа) вода находится в жидкой фазе и быстро диссоциирует на ионы, которые тут же рекомбинируются. Этот процесс осуществляется с помощью бимолекулярного механизма, когда кинетическая энергия двух молекул столь высока, что при столкновении они распадаются.

Образующиеся при этом короткоживущие ионы играют роль носителей заряда, что объясняет, почему электропроводимость воды в такой экстремальной среде на 6-7 порядков выше, чем в нормальных условиях. При этом водородные связи между молекулами, обеспечивающие жидкое состояние, сохраняются по крайней мере при давлении до 20 гигапаскаль.

Лента.Ру

Реклама альбомов 300
Аккерманская крепость
Экологический университет 300х80
Реклама альбомов_2  300