Bilim adamları, kokteyl çalkalayıcısına benzer bir aletle, buzun daha önce bilinmeyen bir şeklini ortaya çıkardı. Suyun aşırı şartlar altındaki davranışlarına ışık tutar nitelikteki bu yeni buz türünün güneş sisteminin buzlu uydularında var olabileceği düşünülüyor.
Araştırmacılar, bilye öğütme olarak bilinen bir süreçle, eksi 200 santigrat dereceye kadar soğutulan bir konteynerin içinde çelik bilyelerle buzu hızlı bir şekilde çalkaladı. Bu süreç sonunda ince öğütülmüş beyaz pudra kıvamında, “orta yoğunluklu amorf (şekilsiz) buz” olarak adlandırılan yeni bir buz türü elde edildi.
Buzun bilinen formu, doğada kristaller halinde bulunuyor. İki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluşan su molekülü, buz formunda kristalleşiyor ve düzenli bir yapı olarak ortaya çıkıyor. Amorf yani şekilsiz buzun su molekülleriyse sıvıya benzeyen, düzensiz bir forma sahip.
Bu hafta bilim dergisi Science’ta yayınlanan çalışmanın baş yazarı Londra’daki University College’dan malzeme kimyası profesörü Christoph Salzmann, “Buz, donmuş sudur ve H2O molekülleri içerir. H2O, sıcaklık ve basınca göre çok farklı yapılar oluşturabilen, yüksek değişkenliğe sahip bir moleküler yapı taşıdır” dedi.
Profesör Salzmann, “Moleküller, basınç altında daha etkili ve verimli şekilde yoğunlaşır, buzun çok farklı formlarının olmasının nedeni budur” şeklinde konuştu.
Dünya’da tüm buzlar, bilinen kristal formda bulunur, bunun ilk akla gelen örneği içeceklere atılan buz küpleridir. Ancak amorf buz, uzaydaki suyun en yaygın formudur. Uzmanlar, 20 farklı kristal buz ve 3 farklı amorf buz türü tanımladı. 1930’lu yıllarda düşük yoğunluklu amorf buz, 1980’li yıllarda yüksek yoğunluklu amorf buz, şimdiyse bu iki tür buzun arasında yeni bir tür olduğu keşfedildi.
Dünya’daki amorf buzun sadece atmosferin soğuk üst tabakalarında bulunduğu düşünülüyor.
Salzmann, “Evrendeki hemen hemen tüm buzlar amorf buzlardır ve düşük yoğunluklu formdadır. Bu form, suyun uzayda toz tanecikleri oluşturacak şekilde yoğunlaşmasıyla ortaya çıkar. Kuyrukluyıldızlar da amorf buzdur. Suyun sıvı fazında bulunması için Dünya’daki gibi çok özel koşulların oluşması gerekir. Ancak güneş sistemindeki buzlu uyduların bazılarının içinde yüzey altı okyanusların bulunduğuna ilişkin kanıtlar var” dedi.
Bilyeli öğütme tekniği, sanayide, malzemeleri öğütmek ya da karıştırmak için kullanılıyor. Araştırmacılar, bu tekniği, 8 gram ağırlığında yeni buz türünü oluşturmak için kullandı ve bir kısmını soğuk bir depoda sakladı.
Peki buzun bu formu, doğada nerede bulunuyor olabilir? Araştırmacılar, laboratuvar ortamında sıradan buza uygulanan kuvvetlerin Jüpiter’in uydusu Europa ya da Satürn’ün uydusu Enceladus’ta var olabileceği tezini yürütüyor.
Salzmann, “Orta yoğunluklu buzu ilk kez oluşturduk. Laboratuvarımızdaki numunelerin Dünya üzerindeki tek örnekler olması gerekiyor” dedi.
Salzmann, açıklamasına, “Bu formun güneş sistemindeki bazı buzlu uydularda var olabileceğini düşünüyoruz. Bilyeli öğütme işleminde çelik bilyelerle çarpışan buz kristalleri içinde kaydırıcı kuvvetler oluşuyor. Buzlu uydularda (Jüpiter ve Satürn gibi) gaz devlerindeki gelgit kuvvetleri rol oynuyor ve bunların, uyduların buz kabukları üzerinde, tıpkı bilyeli öğütmede olduğu gibi, benzer kaydırıcı kuvvetler oluşturduğunu düşünüyoruz” şeklinde devam etti.
Araştırma, yaşamın varlığının merkezinde yer alan bir kimyasal madde olan suyun dinamiklerini daha iyi anlamayı sağlayabilir.
Araştırmanın yazarlarından Cambridge Üniversitesi kimya profesörü Angelos Michaelides, “Bu yeni buz türünün yoğunluğunun suyun sıvı halindeki yoğunlukla benzerlik göstermesi, bu buluşun en önemli unsuru. Sıvı hareketliliği olmadan suyu anlamada kullanılabilecek iyi bir model olabilir” dedi.
Salzmann, “Orta yoğunluklu amorf buz, suyun sıvı hali gibi düzensiz bir yapıya sahip. Bu nedenle akla gelen soru, bu yeni buz türünün, suyun düşük sıcaklıktaki sıvı hali olup olmadığı. Buradan yola çıkarak orta yoğunluklu amorf buz, suyun sıvı halini ve çok sayıdaki anormalliklerini en sonunda anlamamız için bize bir fırsat sunacak” şeklinde konuştu.
