اكتشاف شكل جديد من الجليد على الأرض قد يكون موجوداً في كواكب أخرى

نجحت مجموعة من الباحثين في جامعة نيفادا، لاس فيغاس بالولايات المتحدة الأميركية في ابتكار طريقة جديدة لقياس خصائص الماء تحت الضغط العالي، وتوّصلوا إلى اكتشاف شكل جديد من أشكال الجليد لم يكن معروفاً من قبل. قد يكون هذا النوع موجوداً في كوكب الأرض في مكان ما، والاحتمال الأكبر أنه قد يوجد على أسطح الكواكب والأقمار الكبيرة في النظام الشمسي. ونُشرت نتائج الدراسة في دورية "فيزيكال ريفيو ب" (Physical Review B) في 17 مارس/آذار 2022. 

لماذا يسعى البشر للبحث عن الماء خارج كوكب الأرض؟ 

تعتمد جميع أشكال الحياة تقريباً على الماء، ويُعد العثور على ماء في أي مكان آخر خارج الأرض دليلاً على إمكانية وجود حياة على سطح هذا الجرم الفضائي. وفي هذه الحالة يستفيد البشر من هذا الماء أثناء السفر في الفضاء لضمان البقاء على قيد الحياة، فالماء ضروري لكل عمليات الإنسان الحيوية وإنتاج الوقود اللازم لتشغيل أنظمة المركبات الفضائية. إضافة إلى هذا كله، يُعد اكتشاف الماء أمراً مهماً لفهم جيولوجيا النظام الشمسي، وما تحمله من أدلة حول كيفية تطور الأنظمة الشمسية. 

ومن المحتمل أنّ بعض الماء الموجود على الأرض قد جاء نتيجة ارتطام بعض المذنبات والكواكب التي تحمل جليداً على سطحها بها، ويعد هذا الاحتمال بآمال كبيرة للبحث عن حياة على أسطح الكواكب الأخرى.  

ما قصة الاكتشاف الجديد؟ 

يُعد الجليد شكلاً من أشكال الماء، لكنه في صورة صلبة. ويتشكل نتيجة تعرض الماء إلى ضغط ودرجات حرارة معينة، تماماً مثل الماس الذي يتشكل في جوف الأرض على مسافة قد تصل إلى 150 كيلو متراً تحت سطح الأرض نتيجة تعرض الكربون لدرجات حرارة وضغط مرتفعين. أما في حالة الماء، فعندما يتحول للحالة الصلبة نجد له أشكالاً كثيرة يبلغ عددها 20 شكلاً. وفي هذه الدراسة، كشف الباحثون عن مرحلة جديدة تقع بين المرحلتين (Ice-VII) و(Ice-X). وأطلقوا عليها اسم (Ice-VIIt). 

في البداية ضغط الباحثون عينة الماء بين طرفي قطعتين متقابلتين ومستديرتين من الماس. بعد ذلك، تم صهر الجليد مؤقتاً من خلال تعريضه للتسخين باستخدام الليزر ثم أعادوا تشكيله في صورة بلورات صغيرة تشبه المسحوق عبر زيادة الضغط تدريجياً ثم تعريضه إلى شعاع الليزر. لاحظ الباحثون انتقال الجليد من مرحلة (Ice-VII) المكعبة إلى مرحلة (Ice-VIIt) قبل الانتقال إلى مرحلة أخرى معروفة بـ (Ice-X). ويرى الباحثون أنها مرحلة فريدة قد لا توجد على سطح الأرض أبداً، ولكن قد تكون متخفية في وشاح الأرض، فقد عرّضوا الماء لضغط يماثل الضغط الموجود في مركز الأرض.  

اقرأ أيضاً: هل هناك كواكب أخرى خارج النظام الشمسي؟

ماذا حصل بالضبط؟ 

يتكون جزيء الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين. عند تعريضه إلى درجات مختلفة من الضغط، تتكون أشكال جديدة من الماء، وهذا ما حصل أثناء تجربة باحثي جامعة نيفادا، فقد ساعد الضغط وطريقة تطبيق تقنية الليزر على ترتيب ذرات الجليد المائي في شكل جديد لم يكتشفه أحد من قبل وهو (Ice-VIIt). إضافة إلى هذا، توّصل الباحثون إلى أنّ مرحلة (Ice-X) تحتاج إلى ضغط أقل بـ 3 مرات مما كان يُعتقد أنه مطلوب من قبل، فقد تشكلت هذه المرحلة عند ضغط 300 ألف ضغط جوي بدلاً من 1 مليون.

يبحث البشر عن الماء منذ القدم، وكانت القبائل تتنقل بحثاً عن الأماكن التي يتوفر فيها الماء، وعندما استطاع البشر الخروج من الغلاف الجوي، سعوا لاستكشاف الحياة من خلال البحث عن الماء. وهذا أحد الأسباب الرئيسية لتكثيف بعض العلماء جهودهم نحو استكشاف أشكال الماء المختلفة وكيفية تحويلها إلى الصورة التي يستخدمها الإنسان في حياته.