Відтворивши в експерименті величезний тиск і температуру, що існують на дні далеких планет-океанів, вчені виявили, що в них може взагалі не бути певного дна, інформує Ukr.Media.
Наскільки відомо, в нашій Галактиці досить поширені планети-океани, що покриті шаром води товщиною в сотні та навіть тисячі кілометрів поверх твердої силікатної кори. Попри поєднання знайомих нам речовин, геохімія цих планет має бути зовсім інша, ніж у Землі. Так, біля самого дна глобального океану тиск настільки великий, що поведінка і води, і кремнію при цих умовах поки не відома.
Тому нещодавно мінералоги з Університету штату Аризона відтворили такі умови в лабораторії, розглянувши, що відбувається з водою і кремнієм при екстремальному тиску — до 24 ГПа (для порівняння, тиск на глибині 100 кілометрів складе близько 1 ГПа). Стаття професора Сан-Хон Сіма і його колег опублікована в журналі PNAS.
Для створення потрібного тиску були поставлені експерименти з алмазними ковадлами — парою надміцних конічних алмазів, які передають стиснення на вістря. Технологія дозволяє досягати колосальних тисків аж до 1000 ГПа та отримувати, наприклад, металевий водень — фазу, існуючу в надрах гігантських планет. Однак на цей раз між вістрями ковадл вчені розмістили крихітний зразок, що містить кремній і воду, стискаючи його і заодно нагріваючи за допомогою лазерних променів до високих температур — як на дні планети-океану. Просвічуючи зразок пучком рентгенівських променів, вони стежили за змінами його мікроструктури.
Експерименти показали, що в таких екстремальних умовах речовини переходять у досить екзотичну фазу: силікат і вода «взаємно розчиняються», утворюючи суміш, що містить мікс оксидів водню і кремнію. Судячи за цими результатами, планети-океани можуть взагалі не мати певного твердого дна, і на їх колосальній глибині вода переходить у силікатну літосферу через такий напіврідкий змішаний шар.
«Спочатку вважалося, що вода і тверді шари на водних планетах чітко відокремлені один від одного, — говорить один з авторів роботи Керол Ніср. — Але наші експерименти вказали на раніше невідоме взаємодію води та силікату з формуванням проміжної за складом стабільної фази. Поділ між водою і камінням виявляється дивно «розмитим» при великому тиску і високій температурі».
