Struktur erstmals beobachtetForschende enträtseln exotische Form von Wasser
Ein internationales Forscherteam weist eine neue, elektrisch leitfähige Form von Wasser nach. Sie entsteht nur unter extremen Bedingungen. Diese exotische Phase könnte für die Entstehung der Magnetfelder riesiger Eisplaneten verantwortlich sein.
Wasser kann unter besonderen Umständen sehr merkwürdige Zustände einnehmen. Im Inneren von Eisriesen wie Uranus und Neptun vermuten Forschende, dass Wasser in einer Form auftritt, die als "superionisch" beschrieben wird. Sie entsteht unter extremem Druck und bei hohen Temperaturen. Einem internationalen Forschungsteam gelingt es nun erstmals, die Struktur von superionischem Wasser zu beschreiben, wie die Universität Rostock mitteilte.
In diesem exotischen Zustand wandern Wasserstoffionen frei durch ein festes Gitter aus Sauerstoffatomen. Da diese sogenannte Phase elektrischen Strom besonders gut leitet, wird sie mit der Entstehung der ungewöhnlichen Magnetfelder von Eisriesen wie Uranus und Neptun in Verbindung gebracht. Aufgrund der großen Wassermengen im Inneren dieser Planeten könnte superionisches Wasser sogar die häufigste Form von Wasser in unserem Sonnensystem sein.
Der Struktur von Eis ähnlich
Obwohl superionisches Wasser bereits in früheren Experimenten erzeugt wurde, blieb seine detaillierte Struktur bislang ungeklärt. Diese aufzudecken, gelang den Forschenden nun mit modernen Röntgenlasern. Sie entdeckten, dass die Atome in superionischem Wasser sowohl in Würfelform als auch in sechseckigen Mustern angeordnet sind. Und das alles nicht harmonisch, sondern in einem wilden Durcheinander.
Damit weise dieses Wasser eine strukturelle Vielfalt auf, die der von festem Eis ähnelt, so die Autoren. Diese bilde je nach Druck und Temperatur eine Vielzahl unterschiedlicher Kristallstrukturen aus.
Die Beobachtungen hätten gezeigt, dass Wasser - trotz seiner scheinbaren Einfachheit - unter extremen Bedingungen immer wieder neue und bemerkenswerte Eigenschaften offenbart, schreiben die Forschenden. Zudem lieferten die Befunde wertvolle Randbedingungen für verbesserte Modelle des Inneren und der Entwicklung von Eisriesen, die auch außerhalb unseres Sonnensystems sehr häufig sind.