<p>木衛(wèi)二（木星的衛(wèi)星之一）表面的紅色條紋十分醒目。科學(xué)家懷疑它是水和鹽的冰凍混合物，但它的化學(xué)特征很神秘，因?yàn)樗c地球上的已知物質(zhì)不匹配。</p> <p>&nbsp;</p> <p>華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)可能已經(jīng)解決了這個(gè)難題，他們發(fā)現(xiàn)了一種新型固體晶體，這種晶體是水和食鹽在寒冷和高壓條件下結(jié)合形成的。研究人員相信，在地球?qū)嶒?yàn)室中創(chuàng)造的新物質(zhì)可能會(huì)在這些星球的深海表面和底部形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個(gè)學(xué)習(xí)2月20日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一周，宣布了地球上最常見的兩種物質(zhì)的新組合：水和氯化鈉，或食鹽。</p> <p>&nbsp;</p> <p>主要作者說：&ldquo;現(xiàn)在很少有科學(xué)上的基本發(fā)現(xiàn)。&rdquo;巴普蒂斯特報(bào)紙他是華盛頓大學(xué)地球和空間科學(xué)代理助理教授。&ldquo;在地球條件下，鹽和水是眾所周知的。但除此之外，我們完全處于黑暗之中?，F(xiàn)在我們有了這些行星物體，它們可能含有我們非常熟悉的化合物，但在非常奇特的條件下。我們必須重做19世紀(jì)人們所做的所有基礎(chǔ)礦物學(xué)科學(xué)，但要在高壓和低溫下進(jìn)行。&rdquo;低溫。這是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這張圖片顯示了新發(fā)現(xiàn)的水合物，每17個(gè)水分子中就有兩個(gè)氯化鈉分子。這種晶體在高壓下形成，但在低溫低壓條件下保持穩(wěn)定。Journals等人/PNAS</p> <p>&nbsp;</p> <p>在寒冷的溫度下，水和鹽結(jié)合形成一個(gè)堅(jiān)硬的鹽化冰格，稱為水合物，由氫鍵固定。唯一的已知水合物因?yàn)槁然c是一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)水分子中就有一個(gè)鹽分子。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是這兩種新的水合物，在中等壓力和低溫下發(fā)現(xiàn)，卻有著驚人的不同。每17個(gè)水分子中就有兩個(gè)氯化鈉；另一種是每13個(gè)水分子含有一個(gè)氯化鈉。這將解釋為什么木星衛(wèi)星表面的特征比預(yù)期的更&ldquo;含水&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;它具有行星科學(xué)家一直在等待的結(jié)構(gòu)。&rdquo;Journaux說。</p> <p><br />研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種由水和食鹽在大約零下50攝氏度的低溫下制成的新晶體。之前已知的結(jié)構(gòu)（左）由一個(gè)鹽分子（黃色和綠色球）到兩個(gè)水分子（紅色和粉紅色球）組成。X射線成像使研究人員能夠確定新結(jié)構(gòu)中單個(gè)原子的位置。中心結(jié)構(gòu)中每17個(gè)水分子中就有兩個(gè)氯化鈉分子，即使壓力降至接近真空，也會(huì)保持穩(wěn)定，就像月球表面上存在的那樣。右邊的結(jié)構(gòu)每13個(gè)水分子中就有一個(gè)氯化鈉分子，只有在高壓下才穩(wěn)定。巴蒂斯特報(bào)紙/華盛頓大學(xué)</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說，新型咸冰的發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)行星科學(xué)具有重要意義，而且對(duì)物理化學(xué)甚至能源研究也具有重要意義。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該實(shí)驗(yàn)包括將法國(guó)、德國(guó)和美國(guó)同步加速器設(shè)施中的一小點(diǎn)鹽水壓縮在兩顆沙粒大小的鉆石之間，將液體壓縮到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的25000倍。透明的鉆石讓團(tuán)隊(duì)可以通過顯微鏡觀察整個(gè)過程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>巴普蒂斯特說：&ldquo;由于鹽可以起到防凍劑的作用，我們?cè)噲D測(cè)量加鹽會(huì)如何改變我們可以得到的冰量。&rdquo;。&ldquo;令人驚訝的是，當(dāng)我們施加壓力時(shí)，我們看到這些我們沒有預(yù)料到的晶體開始生長(zhǎng)。這是一個(gè)非常偶然的發(fā)現(xiàn)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的這種寒冷高壓條件在木星的衛(wèi)星上很常見，科學(xué)家認(rèn)為5至10公里的冰將覆蓋數(shù)百公里厚的海洋，底部可能存在密度更大的冰。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說：&ldquo;壓力只是使分子更緊密地結(jié)合在一起，所以它們的相互作用發(fā)生了變化，這是我們發(fā)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)多樣性的主要引擎。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一旦新發(fā)現(xiàn)的水合物形成，其中一個(gè)結(jié)構(gòu)即使在壓力釋放后也保持穩(wěn)定。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說：&ldquo;我們確定它在標(biāo)準(zhǔn)壓力下保持穩(wěn)定，最高可達(dá)零下50攝氏度。因此，如果你有一個(gè)非常咸的湖泊，例如在南極洲，可能會(huì)暴露在這些溫度下，那么新發(fā)現(xiàn)的水合物可能就在那里。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團(tuán)隊(duì)希望制作或收集更大的樣本，以便進(jìn)行更徹底的分析，并驗(yàn)證來自結(jié)冰衛(wèi)星的特征是否與新發(fā)現(xiàn)水合物的特征相匹配。</p> <p>&nbsp;</p> <p>即將進(jìn)行的兩項(xiàng)任務(wù)將探索木星的冰衛(wèi)星：歐洲航天局的木星冰月探險(xiǎn)家4月發(fā)射的任務(wù)和NASA的歐羅巴快船任務(wù)，于2024年10月啟動(dòng)。NASA的蜻蜓任務(wù)2026年發(fā)射到土星的衛(wèi)星泰坦。了解這些任務(wù)將遇到哪些化學(xué)物質(zhì)，將有助于更好地針對(duì)生命特征進(jìn)行搜索。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這張圖片顯示木衛(wèi)三表面的白色條紋，木衛(wèi)三是木星最大的衛(wèi)星。新類型的咸冰的發(fā)現(xiàn)可以解釋這些條紋中的物質(zhì)，并為木衛(wèi)三冰蓋海洋的組成提供線索。 NASA/JPL/JUNO</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說：&ldquo;除了地球之外，只有這些行星體的液態(tài)水在地質(zhì)時(shí)間尺度上是穩(wěn)定的，這對(duì)生命的出現(xiàn)和發(fā)展至關(guān)重要。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在我看來，它們是我們太陽系中發(fā)現(xiàn)外星生命的最佳地點(diǎn)，因此我們需要研究它們奇異的海洋和內(nèi)部，以更好地了解它們是如何形成、演變的，以及如何在遠(yuǎn)離太陽的太陽系寒冷地區(qū)保留液態(tài)水。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究由美國(guó)宇航局資助。合著者是教授J.邁克爾&middot;布朗和研究生 杰森&middot;奧特在華盛頓大學(xué)。其他合著者在漢堡的德國(guó)電子同步加速器；法國(guó)的歐洲同步加速器設(shè)施；瑞士地球化學(xué)和巖石學(xué)研究所、德國(guó)巴伐利亞實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)和地球物理地球研究所；美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室；芝加哥大學(xué)。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>