<p>木衛(wèi)二（木星的衛(wèi)星之一）表面的紅色條紋十分醒目。科學家懷疑它是水和鹽的冰凍混合物，但它的化學特征很神秘，因為它與地球上的已知物質不匹配。</p> <p>&nbsp;</p> <p>華盛頓大學領導的一個國際團隊可能已經解決了這個難題，他們發(fā)現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合形成的。研究人員相信，在地球實驗室中創(chuàng)造的新物質可能會在這些星球的深海表面和底部形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個學習2月20日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一周，宣布了地球上最常見的兩種物質的新組合：水和氯化鈉，或食鹽。</p> <p>&nbsp;</p> <p>主要作者說：&ldquo;現在很少有科學上的基本發(fā)現。&rdquo;巴普蒂斯特報紙他是華盛頓大學地球和空間科學代理助理教授。&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。現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世紀人們所做的所有基礎礦物學科學，但要在高壓和低溫下進行。&rdquo;低溫。這是一個激動人心的時刻。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這張圖片顯示了新發(fā)現的水合物，每17個水分子中就有兩個氯化鈉分子。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，水和鹽結合形成一個堅硬的鹽化冰格，稱為水合物，由氫鍵固定。唯一的已知水合物因為氯化鈉是一種簡單的結構，每兩個水分子中就有一個鹽分子。</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，卻有著驚人的不同。每17個水分子中就有兩個氯化鈉；另一種是每13個水分子含有一個氯化鈉。這將解釋為什么木星衛(wèi)星表面的特征比預期的更&ldquo;含水&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;它具有行星科學家一直在等待的結構。&rdquo;Journaux說。</p> <p><br />研究人員發(fā)現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。之前已知的結構（左）由一個鹽分子（黃色和綠色球）到兩個水分子（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構中單個原子的位置。中心結構中每17個水分子中就有兩個氯化鈉分子，即使壓力降至接近真空，也會保持穩(wěn)定，就像月球表面上存在的那樣。右邊的結構每13個水分子中就有一個氯化鈉分子，只有在高壓下才穩(wěn)定。巴蒂斯特報紙/華盛頓大學</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說，新型咸冰的發(fā)現不僅對行星科學具有重要意義，而且對物理化學甚至能源研究也具有重要意義。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該實驗包括將法國、德國和美國同步加速器設施中的一小點鹽水壓縮在兩顆沙粒大小的鉆石之間，將液體壓縮到標準大氣壓的25000倍。透明的鉆石讓團隊可以通過顯微鏡觀察整個過程。</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，我們試圖測量加鹽會如何改變我們可以得到的冰量。&rdquo;。&ldquo;令人驚訝的是，當我們施加壓力時，我們看到這些我們沒有預料到的晶體開始生長。這是一個非常偶然的發(fā)現。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>實驗室中產生的這種寒冷高壓條件在木星的衛(wèi)星上很常見，科學家認為5至10公里的冰將覆蓋數百公里厚的海洋，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)現晶體結構多樣性的主要引擎。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一旦新發(fā)現的水合物形成，其中一個結構即使在壓力釋放后也保持穩(wěn)定。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Journaux說：&ldquo;我們確定它在標準壓力下保持穩(wěn)定，最高可達零下50攝氏度。因此，如果你有一個非常咸的湖泊，例如在南極洲，可能會暴露在這些溫度下，那么新發(fā)現的水合物可能就在那里。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團隊希望制作或收集更大的樣本，以便進行更徹底的分析，并驗證來自結冰衛(wèi)星的特征是否與新發(fā)現水合物的特征相匹配。</p> <p>&nbsp;</p> <p>即將進行的兩項任務將探索木星的冰衛(wèi)星：歐洲航天局的木星冰月探險家4月發(fā)射的任務和NASA的歐羅巴快船任務，于2024年10月啟動。NASA的蜻蜓任務2026年發(fā)射到土星的衛(wèi)星泰坦。了解這些任務將遇到哪些化學物質，將有助于更好地針對生命特征進行搜索。</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)現可以解釋這些條紋中的物質，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)水在地質時間尺度上是穩(wěn)定的，這對生命的出現和發(fā)展至關重要。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在我看來，它們是我們太陽系中發(fā)現外星生命的最佳地點，因此我們需要研究它們奇異的海洋和內部，以更好地了解它們是如何形成、演變的，以及如何在遠離太陽的太陽系寒冷地區(qū)保留液態(tài)水。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究由美國宇航局資助。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。其他合著者在漢堡的德國電子同步加速器；法國的歐洲同步加速器設施；瑞士地球化學和巖石學研究所、德國巴伐利亞實驗地球化學和地球物理地球研究所；美國宇航局噴氣推進實驗室；芝加哥大學。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>