Ученые ошибались: космический лед не так сильно отличается от земного
Лед на Земле и лед в космосе — это совсем не один и тот же лед. Но он и далеко не настолько аморфный, как казалось целым поколениям астрохимиков. Такой вывод сделали британские ученые по итогам целого ряда экспериментов с различными формами замерзшей Н2О и компьютерного моделирования. А гипотеза панспермии тем самым получила существенный, пусть и не фатальный, удар.
Ледяные шапки на полюсах Земли или на вершинах гор уникальны. Благодаря тому, что наша планета имеет довольно высокую равновесную температуру, у воды при замерзании остается достаточно энергии. Поэтому лед имеет выраженную кристаллическую структуру и высокую плотность. Совсем другое дело в космосе — в условиях практически абсолютного нуля. Здесь, как считается, лед должен быть полностью аморфным и достаточно разреженным.
Но ученые из Лондона и Кембриджа перевернули это представление — с опорой на более ранние работы своих коллег и серию экспериментов над тем самым аморфным льдом. Правда, эксперименты по большей части проводились in silicio — на компьютере. Сперва британские исследователи «заморозили» две виртуальных порции воды — обе до -120°С, но с разной скоростью. Как и предполагалось, это привело к разным пропорциям кристаллического и аморфного льда в конечном «продукте». Но, что важно, кристаллы были в обоих образцах.
При этом лед, на 20% состоявший из кристаллов, внешне все равно напоминал аморфный и имел довольно низкую плотность. В ходе следующего моделирования ученые создали особую структуру, в которой отдельные «ячейки» с кристаллами Н2О, хаотически перемещаясь, смыкались друг с другом. И она тоже в конечном счете приобрела узнаваемые, «аморфные» черты. Чтобы закрепить результат, команда поэкспериментировала уже с реальным льдом (симулировав космические условия) — и на практике подтвердила наличие кристаллов даже в самых разреженных его образцах.
Это значит, что лед — на поверхности комет, внутри каменных астероидов или даже рассеянный в космическом пространстве — не полностью лишен внутренней структуры. И имеет существенный процент кристаллических «островков». Именно так — а не как полностью рыхлая масса из отдельных молекул — выглядит самая распространенная форма воды во Вселенной.
Это имеет как минимум одно важное последствие. Речь идет о гипотезе панспермии, согласно которой первая живая клетка была занесена на Землю откуда-то из космоса. Но такая структура льда делает его гораздо менее приспособленным для транспортировки живых микроорганизмов. Мешают те самые кристаллы, которые могут разрушить хрупкие клеточные оболочки и в целом сокращают количество «свободного места». Так что, возможно, кометы действительно сыграли важную роль в насыщении водой нашей планеты. Но жизнь здесь, вероятно, все же появилась самостоятельно.
Самое популярное
