Экстремальные воды

Земля является единственной известной планетой, которая способна удерживать воду в больших количествах и во всех трех фазах состояния (вода, лед, пар). Но земная, вездесущая вода обладает весьма необычными свойствами, которые проявляются, когда она подвергается воздействию высокого давления и высоких температур.

В последнем номере Трудов Национальной Академии Наук (PNAS) опубликованы результаты исследований, в процессе которых вода подвергается давлению в условиях высоких температур, таких как, в глубине Земли. Для этого, исследовательская группа проводила испытания воды в лабораторных условиях. Микроскопическая структура воды изучалась в зависимости от давления и температуры с помощью рентгеновского комбинационного рассеяния. Небольшая проба воды была доведена до высокой температуры и давления. Анализ данных был основан на молекулярной динамике.

«Исследование показывает, что структура воды непрерывно развивается от упорядоченной, поляризованной структуры до неупорядоченной и незначительно поляризованной структуры при сверхкритических условиях», объясняет Макс Вильке из Немецкого Центра науки о Земле. При давлении свыше 22 МПа и температуре выше 374C (критическая точка) вода превращается в очень агрессивный растворитель. И это имеет решающее значение для физических и химических процессов, происходящих в мантии и земной коре. «Но как вода влияет на процессы в верхней мантии и коре все еще является предметом интенсивных исследований», говорит Макс Вильке.

Изучение структурных свойств воды в глубине земли объясняет поведения воды в экстремальных условиях в течении геохимических и геологических процессов. Считается, что уникальные свойства воды в критических условиях влияют на поведение магмы.

наука