Воспроизведя в эксперименте огромное давление и температуру, существующие на дне далеких планет-океанов, ученые обнаружили, что у них может вообще не быть определенного дна.
©ESA, Hubble, Martin Kornmesser
Насколько известно, в нашей Галактике довольно распространены планеты-океаны, покрытые слоем воды толщиной в сотни и даже тысячи километров поверх твердой силикатной коры. Несмотря на сочетание знакомых нам веществ, геохимия этих миров должна быть совсем другой, чем у Земли. Так, у самого дна глобального океана давление настолько велико, что поведение и воды, и кремния при этих условиях пока не известно.
Поэтому недавно минералоги из Университета штата Аризона воссоздали такие условия в лаборатории, рассмотрев, что происходит с водой и кремнием при экстремальном давлении — до 24 ГПа (для сравнения, давление на глубине 100 километров составит около 1 ГПа). Статья профессора Сан-Хон Сима (Sang-Heon Shim) и его коллег опубликована в журнале PNAS.
Для создания нужного давления были поставлены эксперименты с алмазными наковальнями — парой сверхпрочных конических алмазов, которые передают сжатие на острия. Технология позволяет достигать колоссальных давлений вплоть до 1000 ГПа и получать, например, металлический водород — фазу, существующую в недрах гигантских планет. Однако на этот раз между остриями наковален ученые разместили крошечный образец, содержащий кремний и воду, сжимая его и заодно нагревая с помощью лазерных лучей до высоких температур — как на дне планеты-океана. Просвечивая образец пучком рентгеновских лучей, они следили за изменениями его микроструктуры.
Эксперименты показали, что в таких экстремальных условиях вещества переходят в довольно экзотическую фазу: силикат и вода «взаимно растворяются», образуя смесь, содержащую микс оксидов водорода и кремния. Судя по этим результатам, планеты-океаны могут вообще не иметь определенного твердого дна, и на их колоссальной глубине вода переходит в силикатную литосферу через такой полужидкий смешанный слой.
«Изначально считалось, что вода и твердые слои на водных планетах четко отделены друг от друга, — говорит один из авторов работы Кэрол Ниср (Carole Nisr). — Но наши эксперименты указали на прежде неизвестное взаимодействие воды и силиката с формированием промежуточной по составу стабильной фазы. Разделение между водой и камнем оказывается удивительно “размытым” при большом давлении и высокой температуре».
Комментарии
Когда нам рассказывают о Газовых гигантах - нас дурят как маленьких! В реальности они Гидродинамические гиганты находящиеся в состоянии СВЕРХТЕКУЧЕСТИ. Тонкий верхний слой у них состоит из разряженой ионизированной плазмы. Даже если есть кольца, они состоят из твердой фракции. Есть теперь обоснованные предположение что донные слои под давлением растворяются и находятся в виде жидкости.
Газовый гигант у нас всего один - Газпром (в котором мечты сбываются):)))
Господа авторы, исправьте заголовок, пожалуйста. У вас же ошибка: в статье - "может не быть дна", в заголовке - "не может быть дна" - разница :-)
Я когда прочитал название, подумал. То есть, если создать "глубоководный аппарат", способный выдержать экстремальные нагрузки, он может погрузиться и "всплыть" на противоположной стороне шара :)