الجليد في الكون: كيف يختلف الجليد في الفضاء الخارجي عن الجليد على الأرض؟

<ص> على الأرض التي نعرفها، يوجد الجليد في كل مكان تقريبًا. سواء في القطب الشمالي البارد أو الأنهار الجليدية الجبلية، فإن ما نراه غالبًا هو طبقة من الجليد الأبيض والثلج. ومع ذلك، عندما ننظر بعيدًا في الفضاء الخارجي، فإن الطريقة التي يتشكل بها الجليد ويوجد بها تختلف كثيرًا. وقد دفع التناقض بين الاثنين العلماء إلى البدء في استكشاف هذه الظواهر الطبيعية الغامضة بعمق، مما يساعد في تفسير تاريخ الكون وتطوره.

يعتبر معظم الجليد في الكون على شكل غير متبلور، في حين أن الجليد المذهل على الأرض هو جليد بلوري، سداسي الشكل في الغالب.

تنوع الجليد وتغيرات الطور

<ص> تؤدي التغيرات في ضغط الهواء ودرجة الحرارة إلى ظهور مراحل مختلفة من الجليد، مما يؤدي إلى تغيير خصائصه وهندسته الجزيئية. وقد رصد العلماء 21 مرحلة من الجليد حتى الآن، بما في ذلك الجليد البلوري والجليد غير المتبلور. تم اكتشاف هذه المراحل بناءً على تقنيات تجريبية مختلفة، مثل الضغط المطبق، والقوة المطبقة، وتكوين الجسيمات التلقائي. على الأرض، المرحلة الأكثر شيوعًا هي الجليد السداسي (Ice Ih)، ولكن يمكن العثور على أشكال أخرى من الجليد في ظل ظروف أكثر تطرفًا من الضغط ودرجة الحرارة.
في الفضاء الخارجي، يعتبر جليد السيانيد غير المتبلور الشكل الأكثر شيوعًا للجليد والمرحلة الأكثر شيوعًا في الكون.

وفي الفضاء، يمكن أن تتشكل هذه المراحل بشكل طبيعي، مما يوفر منظورًا فريدًا للخصائص الكيميائية والفيزيائية للكون. إن وجودها يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالظروف البيئية، ويحاول العلماء أيضًا إعادة إنتاج الغلاف الجوي في ظل هذه الظروف القاسية من خلال المحاكاة والتجارب.

بنية الأرض والجليد الكوني

<ص> يتواجد جليد الأرض بشكل أساسي على شكل بلوري، مع بنية اقترحها لأول مرة لينوس بولينج في عام 1935 تسمى شبكة كبريتيد الزنك. يؤدي هذا البناء إلى ترتيب جزيئات الماء بطريقة رباعية السطوح في الجليد، مما يؤدي إلى الخاصية الفريدة المتمثلة في أن كثافة الجليد أقل في الحالة الصلبة منها في الحالة السائلة.

في جليد الأرض، تتجمع ذرات الأكسجين في تناسق سداسي مع زوايا رابطة رباعية السطوح تقريبًا.

يساعد هذا الترتيب على تفسير سبب تمدد الماء أثناء تجمده أثناء تبريده، مما يتسبب في طفو الجليد على سطح الماء. وعلى النقيض من ذلك، فإن الجليد في الكون، وخاصة الجليد غير المتبلور، لا يمتلك هذا الهيكل المنظم طويل المدى، بل يظهر بدلاً من ذلك في شكل ترتيب ذري غير منظم، وهو ما يعزز قيمته البحثية العلمية.

تكوين الجليد وتوزيع ذرات الهيدروجين

<ص> من الظواهر المثيرة للاهتمام أن مواضع ذرات الهيدروجين في بنية الجليد عشوائية إلى حد ما. وهذا يسمح بوجود اختلافات كبيرة بين مراحل الجليد المختلفة حتى في ظل نفس الظروف. في الفضاء الخارجي، بسبب الضغط الشديد ودرجة حرارة البيئة، لا تستطيع ذرات الهيدروجين هذه البقاء في حالة منظمة لفترة طويلة، وبالتالي تتشكل جليد غير متبلور عالي الكثافة ومنخفض الكثافة.
قد يكون للجسيمات الشبيهة بالجليد والتي تشكلت في الفضاء آثار مهمة لفهم وجود الماء في الكون المبكر ودوره في تكوين الكواكب.

ارتباط الهيدروجين وتغيرات الطاقة الحرارية

<ص> هناك أيضًا اختلافات في خصائص نقل الحرارة بين مراحل الجليد المختلفة، على سبيل المثال، القوى التي يتعايش بها الجليد والماء للوصول إلى النقطة الثلاثية. نقطة الانصهار وحرارة التسامي للجليد هي أيضًا مؤشرات مهمة لقياس استقراره الجزيئي. بالنسبة للعلماء، فإن هذه التغييرات لا تساعد فقط في فهم دورة المياه على الأرض، بل توفر أيضًا أدلة على إمكانية وجود حياة فضائية.
تشير الحرارة الكامنة اللازمة لصهر وتسامي الجليد إلى قوة الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء، وتظهر هذه الرابطة خصائص مختلفة في مراحل مختلفة من الجليد.

اتجاهات البحث المستقبلية

<ص> مع تقدم التكنولوجيا، سيصبح استكشاف الجليد الكوني مجالًا بحثيًا ساخنًا ومليئًا بالتحديات. بالنظر إلى المراحل الجليدية المحتملة التي قد توجد في الفضاء الخارجي ، ستركز التطورات العلمية المستقبلية على كيفية محاكاة ظروف المساحة القصوى هذه في المختبر لاكتساب فهم أعمق لخصائص الجليد.
ومن خلال هذه الدراسات، قد نتمكن من الكشف عن لغز الماء في الكون وتعزيز فهمنا لأصل الحياة.

<ص> الآن ربما ينبغي لنا أن نفكر في هذا السؤال: هل الحدود بين الجليد في الكون والجليد على الأرض واضحة حقا كما نعتقد؟

Trending Knowledge

سر الجليد: لماذا يصبح الماء أقل كثافة عندما يتجمد؟
الجليد، وهو الشكل الصلب من الماء، يتمتع بخصائص فريدة وغامضة، وخاصة كثافته المتفاوتة. تصبح معظم المواد أكثر كثافة عندما تتحول إلى مواد صلبة، لكن الماء يصبح أقل كثافة نسبيًا عندما يتجمد. لقد أثارت هذه ا
سحر الرابطة الهيدروجينية: كيف تؤثر الهياكل المختلفة للجليد على خصائصه؟
يعد الماء أحد أهم المواد الموجودة على الأرض، ويمكن أن توفر لنا الهياكل المختلفة للجليد رؤى عميقة حول عجائب هذه المادة العالمية. باعتبارها تفاعلًا مهمًا بين جزيئات الماء، تسمح الروابط الهيدروجينية للجل
nan
مع ارتفاع الطلب الطبي العالمي ، يواجه نظام الرعاية الصحية العديد من التحديات.لمعالجة هذه القضايا ، بدأت العديد من البلدان في الاعتماد على دور مساعدي الأطباء (PA) لدعم عمل الأطباء.مساعد الطبيب هو أخصا

Responses