外星泥浆？科学家发现新型冰可以打开寻找外星生命的钥匙

　　用于创建中等密度无定形冰的部分设施
　　整个银河系的冰都一样吗？显然不是——一种新型冰的发现可能是寻找外星生命的关键。来自伦敦大学学院和剑桥大学的科学家表示，这种新冰比任何其他形式都更像液态水。该物质包含＂无定形＂无序分子，与人类更熟悉的结晶冰不同。该团队认为，这种冰可能存在于外太阳系的冰冻卫星内部。
　　＂水是所有生命的基础。我们的存在依赖于它，我们启动了寻找它的太空任务，但从科学的角度来看，人们对它知之甚少，＂伦敦大学学院化学系的资深作者 Christoph Salzmann 教授在媒体发布会上说。
　　＂我们知道有20 种结晶形式的冰，但以前只发现了两种主要类型的无定形冰，即高密度无定形冰和低密度无定形冰。它们之间存在巨大的密度差距，公认的观点是密度差距内不存在冰。＂
　　在实验中，该团队使用了一种称为球磨的工艺——在冷却至 -200 摄氏度的罐子中将普通冰与钢球一起剧烈摇晃。这个过程不是以普通的小块冰结束，而是创造了一种新的无定形冰。
　　＂我们已经证明可以创造出看起来像定格动画的水。这是一个出乎意料且相当惊人的发现，＂共同作者、同样来自伦敦大学学院化学系的 Andrea Sella 教授说。
　　与其他形式的冰不同，它的密度与液态水相同。该团队称其为中密度无定形 (MDA) 冰。
　　＂我们的研究表明，MDA 的密度恰好在这个密度间隙内，这一发现可能对我们了解液态水及其许多异常现象产生深远影响，＂Salzmann 教授补充道。
　　我们邻近的行星可能一直在制造这种冰
　　来自木星和土星等气态巨行星的潮汐力可能会对普通冰施加与球磨产生的剪切力相似的剪切力。当团队加热 MDA 冰并使其重新结晶时，冰会释放出大量的热量。它可能会在木星最大的卫星木卫三上极厚的冰层中引发构造运动和＂冰震＂。
　　这颗卫星比水星大，只比火星小一点。它可能拥有比地球上所有海洋更多的水——地壳以下约 100 英里。科学家还认为，那里可能存在称为极端微生物的单细胞微生物生命形式。
　　密度差距使科学家们认为水在非常冷的温度下会变成两种液体。理论上，在一定温度下，两者可以共存，一种漂浮在另一种之上——类似于混合油和水。然而，科学家们只能在计算机模拟中证明这一点。
　　《科学》杂志上的这项研究对这一想法的有效性提出了质疑。
　　＂现有的水模型应该重新测试。他们需要能够解释中密度无定形冰的存在。这可能是最终解释液态水的起点，＂Salzmann 教授继续说道。
　　你如何在实验室制作这种冰？
　　研究人员说，无定形冰虽然在地球上很少见，但却是太空中发现的主要类型。它没有足够的热能在较冷的环境中形成晶体。新发现的冰可能是液态水真正的玻璃态——一个精确的复制品——就像窗户玻璃是液态二氧化硅的固态一样。另一方面，MDA 可能根本不是玻璃态的，而是一种严重剪切的晶体。
　　＂我们长时间疯狂地摇晃冰块，破坏了晶体结构。我们意识到我们已经想出了一种全新的东西，而不是最终得到更小的冰块，它具有一些显着的特性，＂主要作者 Alexander Rosu-Finsen 博士解释说，他在 UCL 期间进行了实验工作化学。
　　水有许多异常现象，长期以来一直困扰着科学家们。例如，最佳密度出现在 4 摄氏度时，随着结冰而降低。这就是它漂浮的原因。此外，挤压液态水越多，它就越容易被压缩，这与大多数其他物质的适用原则背道而驰。
　　1930 年代首次发现低密度无定形冰。科学家将水蒸气凝结在冷却至-110 摄氏度的金属表面上。半个世纪后，当普通冰被压缩到近-200摄氏度时，它的高密度状态才被发现。
　　虽然在太空中很常见，但在地球上，无定形冰被认为只出现在寒冷的大气层上游。球磨是一种在多个行业中用于研磨或混合材料的技术，但以前从未应用于冰。
　　在这项研究中，科学家们通过冷却液氮将研磨罐冷却至 -200 摄氏度。扫描技术确定了 MDA 的结构和特性。研究人员发现，如果他们将其压缩然后加热，它会在重结晶时释放出惊人的大量能量。他们的研究表明，水可能是一种高能地球物理材料，可以驱动太阳系冰卫星的构造运动。