科学家观察到一种在外星行星上才存在的冰
摘要：
一种被认为存在于外星行星海洋深处的奇怪冰终于被证明存在。研究人员首次直接观察到一种被称为塑料冰的水的混合相，它在高温高压下形成，并表现出固体冰和液态水的特征。最近发表在《自然》（Nature）杂志上的这些观测结果，可能有助于研究人员更好地了解太阳系内外其它世界的内部结构和过程，其中一些可能适合居住。
塑料冰之所以得名，是因为它比典型的结晶冰更易成型或变形，表现出可塑性。人类常见的冰由六边形晶格的水分子组成，被称为“冰lh”。但在不同的压力和温度条件下，冰至少有20种冰相。其中，7号冰（冰VII）具有致密立方结构，科学家在来自地球地幔的钻石中发现了它，并推测它也存在于其它行星的内部。而“塑性冰七”（Plastic ice VII）则是理论预测的冰相，其水分子在极端压力下可自由旋转，同时占据固定位置。
为证实“塑性冰七”的存在，研究人员在法国格勒诺布尔的劳-朗格万研究所使用了一种新型工具，测量极端压力下分子的运动。他们发现，在约177°C以上、超过30亿帕的压力下，水分子旋转速度与液态水分子相当，形成了具有立方晶格的“塑性冰七”。然而，观察到的水分子旋转更为剧烈，氢键断裂后快速与邻近分子重新键合。
这一发现对于了解太阳系内外冰冻卫星的演化具有重要意义。在木卫二、土卫六等卫星形成初期，“塑性冰七”可能就已存在。此外，这些奇怪的冰还可能存在于系外行星的巨大海洋底部，其中一些可能适合居住。研究“塑性冰七”的盐融入晶格特性，有助于确定这种冰相是否促进了系外行星海底与上方海洋之间的盐交换，为海洋提供更多营养。这一研究成果有望为探索外星世界提供新的视角。
