В недрах Земли сидит странная вода

США

• Вода

Группа специалистов из Чикагского университета, используя квантовое моделирование, смогла разобраться, как ведет себя вода, находящаяся глубоко в земных недрах. Условия там очень жесткие, высокое давление в сочетании с огромной температурой воздействуют на воду, придавая ей необычные свойства. В земной мантии вода каким-то образом ухитряется одновременно проявлять характеристики, присущие разным фазовым состояниям. Материалы исследования опубликованы в статье журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Было непонятно, как, находясь в экстремальных условиях, вода по-прежнему остается жидкостью, несмотря на то, что ее температура в десятки раз превышает температуру кипения. К тому же, при огромном давлении она пребывает в каком-то неопределенном состоянии, показывая свойства и жидкости, и твердого тела. Создать в лаборатории подобные условия, чтобы разобраться в происходящем, не представлялось возможным. В этом случае аномальная вода начнет взаимодействовать с веществом оборудования, вступая с ним в химические реакции. А потому исследователи смоделировали ситуацию при помощи мощного компьютера, отследив поведение небольшого количества молекул.

Условия изначально задали подобные тем, которые складываются в недрах планеты. Температура была выше нормальной в сорок раз, а давление превышало нормальные условия в сто тысяч раз. Как показало моделирование, при температуре в тысячу градусов Кельвина и давлении от десяти до двадцати ГигаПаскалей, вода по-прежнему пребывала в жидкой фазе, но быстро распадалась на ионы, обладающие зарядом и при встрече взаимно аннигилировавшие. Это происходило в соответствии с принципом биомолекулярных взаимодействий из-за большой энергии движения молекул.

Образовавшиеся при диссоциации ионы существуют непродолжительное время. Но наличие у них электрического заряда позволяет аномальной воде обладать электропроводностью на много порядков выше, чем в обычных условиях. При этом водородные связи между молекулами сохраняются, поддерживая жидкое состояние вещества. По меньшей мере, в диапазоне тех условий, которые изучались в исследовании.

Вера Максимова, 21.06.2018 16:03