科学家发现冰的新形式可能在遥远的富水行星上很常见

在UNLV的内华达极端条件实验室工作的一个科学家团队开创了一种新的方法来测量高压下水的特性。水样首先被挤压在两个相反方向的钻石尖端之间，冻结成几个错综复杂的冰晶。然后，这些冰被置于一种激光加热技术下，在其迅速重新形成粉末状的微小晶体之前，暂时将其融化。

通过逐步提高压力，并定期用激光束轰击它，研究小组观察到水冰从已知的立方体相Ice-VII过渡到新发现的中间和四边形相Ice-VIIt，然后进入另一个已知相Ice-X。

UNLV博士生Zach Grande领导了这项工作，也证明了当水积极地变硬时，向Ice-X的过渡是在比以前认为的要低得多的压力下发生。

虽然我们不太可能在地球表面的任何地方找到这种新形成的冰，但它可能是地球地幔以及太阳系外的大卫星和富水行星中的一种常见成分。

该小组的研究结果发表在2022年3月17日的《物理评论B》杂志上。

该研究小组一直致力于了解可能存在于遥远行星内部的高压水的行为。

为此， Grande和UNLV的物理学家Ashkan Salamat将水样放在两个被称为钻石砧板单元的圆形切割钻石的尖端之间，这是高压物理学领域的一个标准特征。在钻石上施加一点力，研究人员就能重新创造出与在地球中心发现的压力一样高的压力。

通过在这些钻石之间挤压水样，科学家们促使氧和氢原子形成各种不同的排列，包括新发现的排列方式--冰-VIIt。

这种首创的激光加热技术不仅使科学家们能够观察到水冰的一个新阶段，而且研究小组还发现，向Ice-X的过渡发生在更低的压力下。几十年来，这种转变一直是社会上一个高度争论的话题。

Salamat说：“Zach的工作表明，这种向离子状态的转变发生在比以前认为的低得多的压力下。这是缺失的部分，也是在这些条件下对水进行的最精确的测量。”

Salamat补充说，这项工作也重新调整了我们对系外行星成分的理解。研究人员假设，冰的Ice-VIIt相可能大量存在于我们太阳系以外的预期富水行星的地壳和上地幔中，这意味着它们可能有适合生命居住的条件。

推荐阅读