Voda prekriva gotovo 70 posto Zemljine površine, no unatoč svojoj sveprisutnosti, jedna je od najneobičnijih tvari u prirodi.
Za razliku od većine tekućina, njegova fizikalna svojstva kao što su gustoća, viskoznost i toplinski kapacitet čudno se ponašaju kada se temperatura i tlak mijenjaju.
Rijetka pojava
Novo istraživanje znanstvenika sa Sveučilišta u Stockholmu pruža važan uvid u to zašto je voda tako “čudna” promatrajući je neposredno prije nego što se smrzne.
Hlađenjem se tvari u pravilu skupljaju, što znači da im se povećava gustoća. Voda, međutim, najveću gustoću postiže na blizu četiri Celzijeva stupnja, nakon čega se daljnjim hlađenjem ponovno počinje širiti.
Upravo zbog toga led pluta na vodi, što je rijetka pojava među tekućinama.
Ova anomalija zbunjuje znanstvenike desetljećima i potaknula je razvoj raznih teorija koje pokušavaju objasniti njezino ponašanje.
Kako bi dublje istražili fenomen, istraživači su koristili ultrabrze rendgenske lasere za proučavanje vode u stanju dubokog pothlađenja, neposredno prije nego što se pretvori u led.
Rezultati, objavljeni u časopisu Science, pružaju snažne dokaze za postojanje takozvane kritične točke, posebnog stanja u kojem voda prelazi između dva različita agregatna stanja.
Molekularna dinamika
Ključno otkriće istraživanja je da voda, pod određenim uvjetima niske temperature i visokog tlaka, može postojati kao dvije različite tekućine s različitim molekularnim strukturama i metodama vezivanja.
Dvije faze postaju nerazlučive kada se dosegne kritična točka, stvarajući jedinstveno stanje materije.
Kako se voda približava toj točki, njena molekularna dinamika značajno se usporava, a sustav postaje izuzetno nestabilan.
Znanstvenici vjeruju da upravo te mikroskopske fluktuacije između dvije tekuće faze mogu objasniti mnoga neobična svojstva vode. Drugim riječima, voda nije “jednostavna” tekućina, već sustav koji neprestano oscilira između različitih struktura, što rezultira njezinim jedinstvenim ponašanjem, piše on. Gizmodo.
Otkriće ne samo da pomaže u rješavanju dugogodišnje znanstvene rasprave, već otvara i nova pitanja o ulozi vode u širem kontekstu, od kemijskih i bioloških procesa do klimatskih sustava.
Razumijevanje ovih temeljnih svojstava moglo bi imati dalekosežne posljedice za znanost, uključujući bolje modele klimatskih promjena i dublji uvid u procese koji omogućuju život na Zemlji.