發現超離子冰 有助尋找適居行星

 |2021.10.30
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民眾2020年在比利時布魯塞爾市中心進行氣候抗議時融化的冰雕。圖╱取自網路

【本報綜合外電報導】CBS電視新聞網報導,科學家發現水除了氣態、液態和固態三態,還有「第四態」,被稱作是「超離子冰」(superionic ice)。

科學家表示,這種「奇怪的黑色冰」通常在海王星和天王星等星球核心形成。不過,地球內部也有超離子冰,對於維持磁場發揮作用。火星和水星沒有磁場保護,天氣惡劣。科學家認為,尋找超離子冰可能對尋找其他適居行星發揮作用。

《自然–物理》期刊(Nature Physics)刊載一項研究寫道,芝加哥大學教授普拉卡彭卡(Vitali Prakapenka)共同領導的研究團隊詳細介紹,超離子冰必須在極端條件下才能形成。科學家們先前用巨大衝擊波貫穿水滴,才得以有一瞬間見到超離子冰的真實樣貌。

研究團隊這次用不同方法重現超離子冰,他們用兩顆鑽石擠壓水,重現行星核心的巨大壓力環境,並用科學研究工具先進光子源(APS)和高亮度X光射線加熱水。研究團隊之後發現,超離子冰密度沒這麼高,且由於和光的交互作用不同,所以看起來像是黑的。

普拉卡彭卡說:「這是一種新的物質狀態,所以它基本上是新材料,可能和我們想像的不同。」

科學家更驚訝的是,超離子冰形成所需的壓力比他們想像的輕很多。他們原以為需要50千兆帕(gigapascals)才能形成超離子冰,相當於火箭內部燃料為了燃燒升空時所需的壓力,但實際上只要20千兆帕就可以了。

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