Вода необходима для нашего существования на планете. Однако привычная нам вода имеет много странных и даже аномальных свойств и ведет себя не так, как другие жидкости.
Вот некоторые примеры: температура плавления, плотность, теплоемкость, а в целом — более 70 свойств воды, которые делают ее отличной от других жидкостей. Эти свойства являются предпосылками для возникновения жизни, какой мы ее знаем.
Предыдущие исследования показывали, что оксид водорода способен находиться в двух жидких формах со взаимной конвертацией. Так, аморфный лед, в котором молекулы воды расположены случайным образом, может принимать состояние с высокой и низкой плотностью. Проверить эту гипотезу было крайне проблематично, и только теперь группа стокгольмских ученых смогла справиться с задачей.
Прорыв в понимании свойств воды случился благодаря сочетанию исследований с использованием рентгеновских лучей в Национальной лаборатории Аргонн близ Чикаго, а также в большой рентгеновской лаборатории DESY в Гамбурге. В первом случае были продемонстрированы различные структуры жидкости, а во втором — динамика перехода.
Ученые из Германии, Швеции и Австрии смогли проследить за трансформацией образца воды при быстром охлаждении и заметить возникновение двух форм аморфного льда. Мы представляем себе лед как упорядоченную кристаллическую фазу, но наиболее распространенная на Земле фаза является аморфной, неупорядоченной, уточняет Science Daily.
Например, удалось установить, что при температуре –163°C, плотный атмосферный лед может переходить в плотную жидкость, а при дальнейшем нагревании появляется другая форма воды — менее плотная. Однако при температуре –143°C скорость перехода снижается.
Примечательно, что новая информация о воде была получена благодаря рентгеновским лучам, поскольку пионер этого метода Вильгельм Рентген также предполагал, что вода может существовать в двух разных формах.
Полученные физиками результаты косвенно подтверждают теорию, что вода при комнатной температуре находится в двух разных формах, у которых разная вязкость и плотность.