Разкрития за космическия лед променят научните схващания
Учени от Университета в Кеймбридж и Университетския колеж в Лондон (UCL) постигнаха важен пробив в разбирането на най-разпространената форма на лед във Вселената — нискотемпературния аморфен лед – материал, който се среща в комети, луни и междузвездни облаци.. В разрез с дългогодишните представи, новото изследване показва, че този така наречен „космически лед“ не е напълно аморфен (тоест без ясна структура), а съдържа миниатюрни кристали. Това откритие преобръща установените научни възгледи и има съществени последици за редица космологични процеси, включително хипотезите за произхода на живота.
На нашата планета ледът винаги има подредена кристална форма – независимо дали е в айсберг, ледена пързалка или кубче във фризера. В Космоса обаче условията са много по-екстремни: досега се смяташе, че при изключително ниски температури водата замръзва твърде бързо, за да се подреди в кристали.
В рамките на своето изследване учените са използвали компютърни симулации, за да анализират вътрешната структура на този тип лед.Получените резултатите са показали най-голямо съответствие с експерименталните данни, когато моделите са включвали не напълно аморфна, а частично кристализирала структура — с кристали,с диаметър около три нанометра (малко повече от ширината на една нишка ДНК), разпръснати в хаотичната ледена матрица.
Тези изводи са подкрепени и от лабораторни експерименти. Изследователите са успели да рекристализират аморфен лед, образуван по различни начини и са установили, че крайният кристален резултат зависи от начина на образуване. Това предполага, че ледът „запомня“ своя произход — нещо, което би било невъзможно, ако е изцяло безструктурен.
Откритието има значение и за една от по-спекулативните хипотези за зараждането на живота на Земята — теорията за панспермията. Според нея градивните елементи на живота са били донесени на нашата планета чрез ледена комета, в която нискотемпературният аморфен лед е служил като своеобразна „совалка“ за молекули като аминокиселини. Новите данни обаче сочат, че частично кристалната структура на този лед може да намали неговия капацитет да задържа такива молекули, тъй като предлага по-малко вътрешно пространство. Въпреки това теорията остава жизнеспособна, тъй като в леда все пак присъстват аморфни региони, които могат да улавят и съхраняват органични молекули.
Източник: Davies, Michael Benedict, et al. „Low-Density Amorphous Ice Contains Crystalline Ice Grains.“ Physical Review B, vol. 112, no. 2, July 2025, p. 024203. American Physical Society, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.112.024203.