Kore Standartlar ve Bilim Araştırma Enstitüsü (KRISS) liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, daha önce bilinmeyen bir kristal buz türü keşfetti; bu türe resmi olarak Ice XXI adı verildi. Ekip, su için tamamen yeni bir kristalleşme yolunun dünyada ilk kez tanımlanmasını sağladı ve bu da 21. kristal buz fazının keşfine yol açtı. Bu başarı, suyun oda sıcaklığında iki gigapaskalın (GPa) üzerindeki aşırı yüksek basınçlara tabi tutulmasıyla elde edildi.
Buzun genellikle 0°C'nin altındaki sıcaklıklarda oluştuğu bilinse de, yeterli basınca maruz kaldığında oda sıcaklığında (hatta daha sıcak) da oluşabilir. Örneğin, oda sıcaklığında 0,96 GPa'nın üzerinde basınç uygulanan su, Buz VI'yı oluşturur.
SÜPER SIKIŞTIRILMIŞ SIVI
Bu çığır açan çalışmada, süper sıkıştırılmış suyun kristalleşme süreci, dinamik elmas örs hücresi (dDAC) adı verilen bir basınç cihazı ve dünyanın en büyük X-ışını serbest elektron lazer tesisi kullanılarak incelendi.
KRISS Baş Araştırmacısı Dr. Lee Geun Woo, kendi geliştirdikleri dDAC teknolojisini XFEL ile birleştirerek, geleneksel cihazlarla erişilemeyen anlık anları yakalayabildiklerini belirtti. Ekip, bu cihazı kullanarak suyun 2 GPa'yı aşan yüksek basınç altında oda sıcaklığında sıvı halde kaldığı süper sıkıştırılmış bir sıvı hali yaratmayı başardı. Ayrıca suyun çoklu donma ve erime olayları mikrosaniye çözünürlükte kaydedildi.
YENİ KRİSTALLEŞME YOLU
Bu aşırı ve hızlı koşullar altında araştırmacılar, suyun beklenen tek bir adımda donmadığını, bunun yerine daha önce bilinmeyen bir dizi karmaşık, çoklu donma-erime sürecinden geçtiğini gözlemlediler. Bu yollar, ilk kez metastabil Ice XXI'in varlığını ortaya koydu.
Ice XXI, daha önce bilinen tüm buz evrelerinden yapısal olarak farklıdır ve şaşırtıcı bir şekilde, oda sıcaklığındaki bu yüksek basınçlı buz fazı, diğer buz formlarına kıyasla büyük ve karmaşık bir birim hücreye ve yassı dikdörtgen bir şekle sahiptir.
UZAY YAŞAMINA İPUCU
Bu bulgular, buzlu gezegenler ve uydular hakkındaki bilimsel anlayışın ilerlemesine yardımcı olabilir. KRISS Baş Araştırma Bilim İnsanı Dr. Lee Yun-Hee, Buz XXI'in yoğunluğunun, Jüpiter ve Satürn'ün buzlu uydularındaki yüksek basınçlı buz katmanlarına benzediğini ve bu keşfin, uzayda aşırı koşullar altında yaşamın kökenlerini keşfetmek için yeni ipuçları sağlayabileceğini ifade etti.
Bu, uzak gök cisimlerinin iç kısımlarının daha önce modellenenlerden çok daha karmaşık olabileceğini, jeolojilerini, manyetik alanlarını ve yaşanabilirliklerini etkileyen egzotik buz katmanları içerebileceğini gösteriyor. Öte yandan, aşırı koşullar altında gerçekleşen bu egzotik faz geçişlerinin derinlemesine bilgisi, Dünya'da daha önce hiç yaratılmamış yeni malzemelerin geliştirilmesinin önünü açabilir.
