W czasach zdominowanych przez zmiany klimatyczne, coraz trudniej stwierdzić, ile tak naprawdę jest lodu na Ziemi. Zdaniem naukowców, gdyby wszystkie lodowce na naszej planecie roztopiły się, poziom mórz podniósłby się o 60 cm, co drastycznie zmieniłoby kształt kontynentów, a wiele miast przestałoby istnieć, np. Kalkuta, Miami, Wenecja czy Szanghaj.
Czytaj też: Gwiazda eksplodowała tysiące lat temu. W 2022 roku jej pozostałości uwiecznił Kosmiczny Teleskop Hubble’a
Lód występuje nie tylko na Ziemi, choć może mieć sygnaturę chemiczną całkiem inną od tej, którą znamy. Tak jest choćby na Europie, jednym z księżyców Jowisza. Zespół kierowany przez uczonych z Uniwersytetu Waszyngtońskiego odkrył nowy typ kryształu stałego, który powstaje, gdy woda i sól kuchenna (chlorek sodu) łączą się przy niskiej temperaturze i w warunkach wysokiego ciśnienia. Substancja stworzona w laboratorium może być powszechna w oceanach pozaziemskich światów. Szczegóły opisano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Obecnie rzadko dochodzi do fundamentalnych odkryć w nauce. Sól i woda są bardzo dobrze znane w warunkach ziemskich. Ale poza tym, jesteśmy całkowicie ślepi. A teraz mamy te obiekty planetarne, które prawdopodobnie mają związki, które są nam dobrze znane, ale w bardzo egzotycznych warunkach. Musimy powtórzyć wszystkie podstawy mineralogiczne, które rodziły się w 1800 r., ale w wysokim ciśnieniu i niskiej temperaturze. Jest to ekscytujący czas. Prof. Baptiste Journaux z Uniwersytetu Waszyngtońskiego
Lód pozaziemski, czyli jaki?
Sól działa jak środek przeciwzamarzający, ale nie w każdych warunkach. Jeżeli zwiększymy ciśnienie 25 000 razy w porównaniu do standardowego ciśnienia atmosferycznego, powstaje sieć krystaliczna o całkiem innej strukturze. Takie panuje na księżycach Jowisza, gdzie lód o grubości 5-10 km pokrywa oceany o grubości do kilkuset kilometrów.
Przy niskich temperaturach, woda i sole mogą łączyć się tworząc substancje zwane hydratami. Ma ona postać sztywnej, lodowej sieci stabilizowanej przez wiązania wodorowe – coś na kształt molekularnych “klatek”. Jedyny znany do tej pory hydrat chlorku sodu ma postać prostej struktury z jedną cząsteczką soli na każde dwie cząsteczki wody. Ale w ekstremalnych warunkach wszystko się znacznie komplikuje.
Znaleziono dwa nowe hydraty. Jeden ma dwa chlorki sodu na każde 17 cząsteczek wody, a drugi jedną cząsteczkę chlorku sodu na 13 molekuł wody. Prawdopodobnie takie rodzaje lodu występują na księżycach Jowisza, co tłumaczyłoby, dlaczego ich sygnatury chemiczne są bardziej “wodne” niż przypuszczano.
Odkrycie nowych form lodu ma znaczenie nie tylko dla nauk planetarnych, ale także dla chemii fizycznej, a nawet badań nad energią, które wykorzystują hydraty do przechowywania energii. Prof. Baptiste Journaux
Uczeni mają nadzieję stworzyć więcej “pozaziemskich” hydratów i dokładniej zbadać ich właściwości. Może się bowiem okazać, że taka forma lodu sprzyja rozwojowi prostych form życia. Warto wspomnieć, że szykowane są dwie misje kosmiczne, których celem będzie zbadanie księżyców Jowisza: JUICE wysłana przez ESA (startuje w kwietniu) oraz Europa Clipper planowana przez NASA w 2024. Z kolei w 2026 r. ma rozpocząć się misja Dragonfly na Tytan, księżyc Saturna.
