Dünya dışı ayların yüzeyinde yeni keşfedilen tuzlu buz formu olabilir.

Jüpiter’in uydularından biri olan Europa’nın yüzeyini çaprazlamasına kesen kırmızı çizgiler dikkat çekici. Bilim adamları bunun donmuş bir su ve tuz karışımı olduğundan şüpheleniyorlar, ancak kimyasal imzası gizemli çünkü Dünya’da bilinen hiçbir maddeyle eşleşmiyor.

Washington Üniversitesi liderliğindeki bir ekip, soğuk ve yüksek basınç koşullarında su ve sofra tuzu birleştiğinde oluşan yeni bir katı kristal türü keşfederek bilmeceyi çözmüş olabilir. Araştırmacılar, Dünya’daki bir laboratuvarda yaratılan yeni maddenin bu dünyaların derin okyanuslarının yüzeyinde ve dibinde oluşabileceğine inanıyor.

20 Şubat’ta yayınlanan çalışma Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler KitabıDünya’nın en yaygın iki maddesi için yeni bir kombinasyon duyurdu: su ve sodyum klorür veya sofra tuzu.

UW Dünya ve uzay bilimleri yardımcı doçenti olan baş yazar Baptiste Journaux, “Bugünlerde bilimde temel keşiflere sahip olmak nadirdir” dedi. “Tuz ve su, Dünya koşullarında çok iyi bilinir. Ancak bunun ötesinde, tamamen karanlıktayız. Ve şimdi, muhtemelen bize çok tanıdık gelen bileşiklere sahip, ancak çok egzotik koşullarda bu gezegensel nesnelere sahibiz. Biz İnsanların 1800’lerde yaptığı tüm temel mineraloji bilimini yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta yeniden yapmak zorunda. Heyecan verici bir zaman.”

Soğuk sıcaklıklarda, su ve tuzlar, hidrojen bağları ile yerinde tutulan, hidrat olarak bilinen sert, tuzlu, buzlu bir kafes oluşturmak üzere birleşir. Sodyum klorür için önceden bilinen tek hidrat, her iki su molekülü için bir tuz molekülü içeren basit bir yapıydı.

Ancak orta basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda bulunan iki yeni hidrat çarpıcı biçimde farklıdır. Her 17 su molekülü için iki sodyum klorür vardır; diğerinde ise her 13 su molekülü için bir sodyum klorür bulunur. Bu, Jüpiter’in uydularının yüzeyinden gelen imzaların neden beklenenden daha “sulu” olduğunu açıklıyor.

Journaux, “Gezegen bilim adamlarının beklediği yapıya sahip” dedi.

Journaux, yeni tuzlu buz türlerinin keşfinin yalnızca gezegen bilimi için değil, aynı zamanda fiziksel kimya ve hatta hidratları enerji depolamak için kullanan enerji araştırmaları için de önem taşıdığını söyledi.

Deney, iki elmas arasında bir kum tanesi büyüklüğünde küçük bir miktar tuzlu suyu sıkıştırmayı ve sıvıyı standart atmosferik basıncın 25.000 katına kadar sıkıştırmayı içeriyordu. Şeffaf elmaslar, ekibin süreci mikroskopla izlemesini sağladı.

Baptiste, “Tuz antifriz görevi gördüğünden, tuz eklemenin alabileceğimiz buz miktarını nasıl değiştireceğini ölçmeye çalışıyorduk,” dedi. “Şaşırtıcı bir şekilde, üzerine baskı uyguladığımızda, beklemediğimiz bu kristallerin büyümeye başladığını gördük. Bu çok şans eseri bir keşifti.”

Laboratuarda yaratılan bu tür soğuk, yüksek basınç koşulları, bilim adamlarının beş ila 10 kilometrelik buzun okyanusları birkaç yüz kilometre kalınlığa kadar kaplayacağını ve dipte daha da yoğun buz biçimlerinin mümkün olduğunu düşündükleri Jüpiter’in uydularında yaygın olacaktır.

Journaux, “Basınç sadece molekülleri birbirine yaklaştırır, böylece etkileşimleri değişir – bu, bulduğumuz kristal yapılardaki çeşitliliğin ana motorudur.” Dedi.

Yeni keşfedilen hidratlar oluştuktan sonra, iki yapıdan biri basınç serbest bırakıldıktan sonra bile sabit kaldı.

“Standart basınçta yaklaşık eksi 50°C’ye kadar sabit kaldığını belirledik. Bu nedenle, örneğin Antarktika’da bu sıcaklıklara maruz kalabilecek çok tuzlu bir gölünüz varsa, bu yeni keşfedilen hidrat orada bulunabilir.” dedi Journaux.

Ekip, daha kapsamlı bir analize izin vermek ve buzlu aylardan gelen imzaların yeni keşfedilen hidratlardan gelen imzalarla eşleşip eşleşmediğini doğrulamak için daha büyük bir örnek yapmayı veya toplamayı umuyor.

Yaklaşan iki görev, Jüpiter’in buzlu uydularını keşfedecek: Avrupa Uzay Ajansı’nın Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi misyon, Nisan ayında fırlatma ve NASA’nın Avrupa Kırpıcı görev, Ekim 2024’te başlayacak. NASA’nın yusufçuk görevi 2026’da Satürn’ün uydusu Titan’a fırlatılacak. Bu görevlerin hangi kimyasallarla karşılaşacağını bilmek, yaşam izleri aramalarını daha iyi hedeflemelerine yardımcı olacak.

Journaux, “Bunlar, Dünya dışında, yaşamın ortaya çıkması ve gelişmesi için çok önemli olan, jeolojik zaman ölçeklerinde sıvı suyun kararlı olduğu tek gezegen cisimleridir.” Dedi. “Bence güneş sistemimizde dünya dışı yaşamı keşfetmek için en iyi yer burası, bu yüzden nasıl oluştuklarını, geliştiklerini ve güneş sisteminin soğuk bölgelerinde sıvı suyu tutabildiklerini daha iyi anlamak için egzotik okyanuslarını ve içlerini incelememiz gerekiyor. , güneşten çok uzakta.”