أعلن باحثون في مجال الفيزياء عن اكتشاف مثير في عالم الجليد . فقد توصل فريق دولي من العلماء إلى شكل جديد من الجليد، يُسمى "الجليد 21"، والذي يتمتع بخصائص غير متوقعة ولا يجب أن يتشكل في الظروف الطبيعية، هذا الاكتشاف يمكن أن يساهم في فهم أعمق لطرق تكوّن الجليد وكيفية تأثير الضغوط الشديدة على جزيئات الماء، خاصة في الأماكن الباردة مثل الأقمار الجليدية.

ما هو الجليد 21؟

تمكن علماء من المعهد الكوري للمعايير والعلوم (KRISS) من اكتشاف هذا النوع الجديد من الجليد أثناء إجراء تجارب تحت ظروف ضغط شديد في مختبرات "European XFEL" و"PETRA III". الجليد 21 يتكون عندما يتم ضغط الماء السائل بسرعة عالية، مما يؤدي إلى تكوين "ماء فوق مضغوط" عند درجة حرارة الغرفة. يمتاز هذا النوع بكونه حالة غير مستقرة، مما يعني أنه يمكن أن يستمر لفترة رغم أن نوعا آخر من الجليد عادةً ما يكون أكثر استقرارا في نفس الظروف.

الضغط العالي واستخدام التقنية الحديثة

تتطلب معظم أشكال الجليد اكتشافات في ظل ظروف خاصة، مثل الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة. في تجاربهم، استخدم العلماء خلايا الماس لتطبيق ضغوط تصل إلى مستويين عالين جدا (حوالي 20,000 مرة أكبر من الضغط الجوي الطبيعي). هذه الضغوط أدت إلى تكوّن الجليد 21 حتى في درجة حرارة الغرفة، حيث يتم ترتيب الجزيئات بشكل أكثر كثافة من الجليد التقليدي.

الخصائص الفريدة للجليد 21

ما يميز الجليد 21 هو بنيته البلورية غير المعتادة. فقد تبين من خلال الأبحاث التي أجريت في مختبرات PETRA III أنه يمتلك هيكلا بلوريا رباعي الأوجه يتكون من وحدات تكرارية كبيرة تسمى "وحدات الخلايا البلورية". وفقا للعلماء، فإن الطريقة التي يتبلور بها الماء السائل تعتمد بشكل أساسي على درجة الضغط المفرط الذي يتعرض له.

الأثر العلمي لهذا الاكتشاف

يعد هذا الاكتشاف ذو أهمية كبيرة، حيث يوفر فهما أعمق لكيفية تكوّن الجليد في الظروف القاسية التي يمكن أن توجد في كواكب وأقمار مثل "تيتان" و"غانيمايد". كما قد يساعد في تفسير كيفية حدوث التحولات في الجليد تحت ضغوط استثنائية، وهو ما يمكن أن يسهم في استكشاف المزيد عن تكوين الأقمار الجليدية في النظام الشمسي.

ما هي التأثيرات المستقبلية؟

من المتوقع أن يقدم الجليد 21 ومراحله المتنوعة نظرة جديدة على التركيب الكيميائي للأجرام السماوية التي تحتوي على جليد. يمكن أن تفتح هذه الدراسة مجالات بحث جديدة في فهم الديناميكيات التي تؤثر في الماء تحت ضغوط شديدة، مما يعزز من قدرتنا على تفسير البيئة على كواكب أخرى.

هذا الاكتشاف لم يكن ليحدث لولا التعاون بين العديد من المراكز البحثية المتطورة، مثل مركز "European XFEL" و"DESY". يواصل العلماء دراسة هذه الظواهر لفهم أفضل لكيفية تأثير الضغوط الكبيرة على مادة الماء في بيئات غير مألوفة، مما يعد خطوة مهمة في علم المواد والكواكب.