Fascinující vlastnosti ledu na Zemi
Voda na Zemi existuje ve třech různých formách: jako pára, kapalina a pevná látka. Led, pevná forma, kterou dobře známe, má pozoruhodnou vlastnost: plave na vodě. Tuto schopnost led získává díky své nižší hustotě v porovnání s kapalinou. Všichni jsme se to učili ve škole: 1 kg vody odpovídá 1 litru vody, zatímco 1 kg ledu má podstatně větší objem. Tato vzácná vlastnost se u jiných kapalin vyskytuje velmi zřídka.
Dalším důležitým aspektem je teplota, při které se voda mění v led, nebo vaří, což také závisí na atmosférickém tlaku. To vysvětluje, proč voda může vařit při méně než 100 °C ve vysokých nadmořských výškách.
Fyzika se dlouhodobě zajímá o vlastnosti této jedinečné látky. Fyzikové se především ptali, jak se voda krystalizuje, když se stává pevným tělesem. Tento krystalizační jev nastává, když se atomy uspořádají do struktury. Při pozorování tvorby sněhových vloček si například všimneme, že tato struktura nabývá hexagonálního tvaru, označovaného jako forma číslo 1. V závislosti na tlaku a teplotě se tento tvar může měnit.
V laboratořích dnes známe 20 různých forem krystalizace. Změnou atmosférického tlaku a hrou s teplotami se vědci pokoušejí odhalit nové formy. To se povedlo v listopadu 2025.
Objev 21. formy ledu
Nedávno mezinárodní tým složený z 33 vědců objevil 21. formu ledu. Jejich výzkum vysvětluje, že tento led je získán kompresí vody při pokojové teplotě při extrémních tlacích dosahujících až 2 miliardy pascalů, což je přibližně 20 000krát tlak atmosférický. Tento relativně složitý experimentální proces byl prováděn mezi diamantovými kovadlinami, což je velmi tuhá struktura, která umožňuje lisovat vzorky pod vysokým tlakem. Získaná voda byla následně analyzována pomocí rentgenového laseru, který dokáže odhalit vznik struktury. Studie ukázala, že skutečně existuje 21. fáze, nová forma ledu.
I když tyto laboratorní „kostky ledu“, které se při pokojové teplotě neroztávají, nebudou zdobit vaše sklenice s aperitivem, mohou se ukázat jako velmi užitečné pro lepší pochopení našeho slunečního systému. Zvláště při zkoumání mechanismu formace některých měsíců, jako jsou Ganymedes nebo Europa, a podmínek vzniku magnetického pole na těchto malých planetách.
