كشف ماده ای فضایی در قلب الماس: یخ۷ چیست؟
ثبت آسان كشف ماده ای فضایی در قلب الماس: یخ۷ چیست؟
به گزارش ثبت آسان به نقل از خبر آنلاین، دانشمندان درون الماسی كه از اعماق زمین استخراج شده بود، به صورت كاملا تصادفی تكه های یخی را كشف كرده اند كه از زمین نیست. نكته عجیب در مورد این یخ، آن است كه شكل بلورهای آن پیش ازاین به صورت طبیعی در زمین مشاهده نشده بود. جزئیات این كشف، پنج شنبه هفته گذشته در نشریه «ساینس» (Science) منتشر گردید و پژوهشگران در قالب مقاله ای توضیح داده اند كه چگونه این نمونه، نخستین كشف از «یخ ۷» (ice-VII) طبیعی در سیاره زمین است. این شكل از یخ، ممكن است طی فرایندهای آزمایشگاهی كنترل شده تولید شود، اما تابحال هیچگاه در محیط طبیعی دیده نشده بود. تفاوت یخ ۷ و یخ معمولی در این است كه یخ۷ به میزان ۱٫۵ برابر از یخ معمولی، فشرده تر و چگال تر است و ساختار بلوری آن هم با یخ معمولی تفاوت دارد. در یخ معمولی كه به «یخ ۱» هم شهرت دارد، اتم های اكسیژن در آرایشی شش ضلعی قرار دارند، ولی در یخ ۷، اتم های اكسیژن در آرایش مكعبی كنار هم قرار گرفته اند. «الیور شاونر» (Oliver Tschauner) استاد علوم زمین در دانشگاه نوادا (لاس وگاس، ایالات متحده) در مورد این ساختار جدید چنین توضیح می دهد: «درواقع، چندین حالت از یخ وجود دارند كه بسته به شرایط مختلف دمایی و فشار، می توانند تولید شوند. شكل گیری یخ ۷ در شرایط طبیعی بسیار غیرمحتمل است. در حالت كلی، زمانی كه جسم جامدی تحت فشار بسیار زیاد قرار گیرد، فضای بین پیوندهای شیمیایی كم خواهند شد و زاویه بین آن ها هم كمی تغییر خواهد نمود. به این وضعیت، «قابلیت فشرده شدگی» (compressibility) می گوییم.» او ادامه می دهد: «بااین حال، یخ قابلیت فشرده شدگی بسیار پایینی دارد. زمانی كه فشار بر مولكول های یخ بسیار زیاد شود، اتم ها به هم نزدیك تر نمی شوند؛ بلكه در عوض، الگو و آرایش متفاوت و جدیدی به خود می گیرند. برای مثال، اگر به اندازه كافی فشار به یخ ۱ وارد كنید، یخ ۲ به دست خواهید آورد كه ساختاری لوزوجهی دارد؛ شبیه به مكعبی كه ستون هایش كج شده اند و مقطع عرضی آن از مربع به لوزی تغییر پیدا كرده است. با افزایش فشار، ساختار بلوری دوباره تغییر می كند و می توان انواع یخ های دیگر یعنی یخ ۳، ۴، ۵، ۶ و ۷ را به دست آورد.» اما یخ ۷ برخلاف انواع دیگر یخ تا حد زیادی، پایدار می باشد و حتی با افزایش فشار، تغییر زیادی نمی نماید. دانشمندان بر این باورند كه یخ ۷ ممكن است به مقادیر زیاد در منظومه شمسی و احیانا در لایه های درونی «انسلادوس»، قمر یخ فشان زحل، «یوروپا»، قمر یخ زده مشتری یا بخشی از اعماق اقیانوس های «تایتان»، بزرگ ترین قمر زحل وجود داشته باشد. بااین حال، هیچ كس انتظار نداشت كه آن ها به صورت طبیعی در زمین شكل بگیرند. البته فشاری كه برای تولید یخ ۷ نیاز است، در سیاره ما وجود دارد؛ اما این فشار تنها در عمیق ترین لایه های گوشته زمین وجود دارد؛ جایی كه دما به قدری بالاست كه یخ نمی تواند شكل بگیرد و پایدار باقی بماند. تحقیقات پیشین نشان داده بود كه یخ ۷ را می توان در آزمایشگاه تولید كرد، اما مطالعه جدیدی نشان داده است كه مقادیر كمی از آن می تواند به لطف وجود الماس ها و به صورت طبیعی در سیاره زمین تولید شوند. الماس ها معمولا در اعماق گوشته شكل می گیرند، جایی حدود ۶۵۰ كیلومتر پایین تر از سطح زمین. آن ها ممكن است در بخشی از فرایند شكل گیری شان، مقادیر كمی از مواد اطراف خویش را هم درون خود حبس كنند. حركت های پوسته ای و تغییرات طبیعی گوشته درنهایت و به مرورزمان، بخشی از این الماس ها را به سطح زمین منتقل می كند. زمانی كه این اتفاق بیفتد، مواد همراه با آن ها هم به سطح زمین راه پیدا می كنند؛ اما جالب اینجاست كه مواد حبس شده درون الماس ها، در همان شرایط فشاری زمان تولید الماس باقی می مانند. شاونر در این مورد می گوید: «شبكه و ساختار اتمی الماس اجازه آزاد شدن این فشار را نمی دهد؛ ازاین رو فشار مواد حبس شده در الماس ها ثابت باقی می ماند و تفاوتی هم نمی كند كه در مركز زمین باشد یا در دستان شما.» «جرج راسمن» (George Rossman) از كانی شناسان كلتك (انستیتو فناوری كالیفرنیا) كه در مطالعه جدید هم شركت داشته است، چنین توضیح می دهد: «الماس ها به علت همین ویژگی، یكی از مهم ترین منابع نمونه برداری از لایه های عمیق زمین به شمار می روند. معمولا مواد معدنی بسیار ژرفی كه به سطح می آیند، هنگام برداشته شدن فشار شدید، پایداری خویش را از دست می دهند. آن ها ترك می خورند و مواد حبس شده در خویش را بیرون می ریزند، اما اگر الماس به اندازه كافی سریع بالا بیاید، تغییری در آن به وجود نخواهد آمد.» الماس هایی كه در اعماق زمین شكل می گیرند، معمولا در خود یخ ۷ ندارند؛ بااین حال، همان گونه كه نویسندگان مقاله جدید كشف كرده اند، الماس هایی به دست آمده اند كه در خود حباب های كوچكی از آب فشرده دارند. با نزدیك شدن به سطح زمین و برخورد با لایه های سرد، آب درون این الماس ها در شرایطی منجمد شده كه فشار بسیار زیاد پیشین هنوز در آن ها وجود داشت. در این حالت بسیار نادر، یخ ۷ توانسته است در آن ها شكل بگیرد. شاونر می گوید كه او و همكارانش هیچگاه با قصد قبلی به دنبال یخ ۷ نگشته بودند، بلكه به دنبال وضعیت های خاص كربن دی اكسید می گشتند. آن ها زمانی كه الماس ها را با تصویربرداری پرتو ایكس بررسی می كردند، چیز دیگری را یافتند؛ اولین مدرك قاطع در مورد وجود یخ ۷ بر روی سیاره خودمان، زمین. به دنبال این یافته، «انجمن بین المللی كانی شناسی» (IMA)، «یخ ۷» را برای نخستین بار بعنوان یك ماده معدنی به رسمیت شناخت. منبع: لس آنجلس تایمز؛ ترجمه: سید معین عمرانی ۵۴۵۴
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد مطلب ثبت آسان