Mokslininkai atrado slaptą vandens būvį, kuris gali paaiškinti jo neįprastas savybes, leidžiančias egzistuoti gyvybei. Šis “kritinis taškas” superšaltame vandenyje sukelia stiprias fluktuacijas, kurios daro įtaką vandeniui net įprastomis sąlygomis.
Naujas atradimas keičiantis vandens supratimą
Stokholmo universiteto mokslininkai naudojosi pažangiais rentgeno lazeriais, kad atskleistų ilgai įtartą vandens savybę: kritinį tašką, kuris pasireiškia, kai vanduo yra labai superšaltas. Šis reiškinys buvo pastebėtas esant apie -63 °C temperatūrai ir 1000 atmosferų slėgiui. Net įprastomis sąlygomis šis paslėptas taškas turi įtakos vandens elgesio, aiškinantis daugelį jo neįprastų savybių.
Vanduo yra esminis gyvybės komponentas, tačiau jis elgiasi kitaip nei daugelis kitų skysčių. Jo savybės, tokios kaip tankis, šiluminė talpa, klampa ir suspaudžiamumas, reaguoja į temperatūros ir slėgio pokyčius kitaip nei dauguma medžiagų. Pavyzdžiui, ledas plaukia, o skystas vanduo yra tankiausias prie 4 °C. Tai paaiškina, kodėl šaltas vanduo lieka po šiltesniu ežeruose ir vandenynuose.
Rentgeno lazeriai atskleidžia slaptą vandens būvį
Tyrėjai, naudodami galingus rentgeno lazerius Pietų Korėjoje, galėjo stebėti vandenį superšaltame būvyje prieš jam užšąlant. Šios greitos rentgeno impulsai leido jiems pastebėti, kaip skysčio-skysčio perėjimas išnyksta ir atsiranda naujas kritinis būvis.
“Daugelį metų buvo spekuliuojama ir kuriamos įvairios teorijos, siekiant paaiškinti šias nuostabias savybes, ir viena teorija buvo apie kritinio taško egzistavimą. Dabar mes radome įrodymų, kad toks taškas egzistuoja,” sakė Andersas Nilssonas, Stokholmo universiteto fizikos profesorius.
Vandens savybės ir naujos žinios
Žemoje temperatūroje ir aukštame slėgyje vanduo gali egzistuoti kaip dvi skirtingos skysčio formos su skirtingomis molekulinėmis struktūromis. Kai sąlygos keičiasi, šios dvi formos susilieja į vieną fazę kritiniame taške. Netoli šio taško sistema tampa labai nestabili, o vanduo greitai kinta tarp dviejų skysčių būsenų ar jų mišinių.
Mokslininkai tiki, kad šie nuolatiniai pokyčiai yra tai, kas suteikia vandeniui jo neįprastas savybes. Kritiniam taškui peržengus, vanduo patenka į superkritinį būvį, o įprastomis sąlygomis jis jau yra šioje būsenoje.
Atradimo reikšmė
Šio tyrimo atradimai gali turėti didelį poveikį mūsų supratimui apie vandens vaidmenį gamtoje ir galbūt net gyvybės atsiradimą. Mokslininkai dabar sieks išsiaiškinti, kokią įtaką šie atradimai turės vandens svarbai fiziniuose, cheminiuose, biologiniuose, geologiniuose ir klimato procesuose. Tai bus didelis iššūkis artimiausiais metais.
