Entgegen der landläufigen Meinung ist das Eis im Universum nicht völlig ungeordnet. Forscher haben darin Nanokristalle entdeckt, was jahrzehntealte wissenschaftliche Gewissheiten infrage stellt.
Diese Entdeckung wirft ein neues Licht auf die Zusammensetzung des sogenannten "amorphen" Eises, das in Kometen, Eismonden oder interstellaren Wolken vorherrscht. Durch innovative Simulationen und Experimente hat ein britisches Team nachgewiesen, dass dieses Eis in Wirklichkeit eine unerwartete Organisation aufweist.
M. Davies/University College London Eine komplexere Struktur als erwartet
Die numerischen Simulationen bildeten das Gefrieren von Wasser bei -120°C nach und zeigten, dass 20% des Eises eine kristalline Struktur annahm. Diese nur drei Nanometer großen Nanokristalle erklären die vorhandenen experimentellen Daten besser als das rein amorphe Modell.
Anschließend erzeugten die Forscher verschiedene Eisformen im Labor. Beim Erwärmen der Proben beobachteten sie, dass jede eine "Erinnerung" an ihre ursprüngliche Bildung bewahrte. Diese strukturelle Persistenz verrät eine zugrundeliegende Ordnung.
Diese Ergebnisse widersprechen der Annahme, dass die Kälte des Weltraums jegliche Kristallisation verhindern würde. Laut dem Physiker Michael Davies ermöglicht dieser Durchbruch endlich, die atomare Struktur des im Kosmos am weitesten verbreiteten Eises zu visualisieren.
Kosmologische und technologische Auswirkungen
Die Entdeckung beeinflusst mehrere Bereiche, insbesondere die Panspermie-Theorie. Während Nanokristalle den verfügbaren Raum zum Einfangen organischer Moleküle verringern, können amorphe Bereiche weiterhin die Bausteine des Lebens durch den Weltraum transportieren.
Die irdischen Anwendungen sind ebenso vielversprechend. Wie der Chemiker Christoph Salzmann betont, könnten in der Glasfasertechnik verwendete amorphe Materialien an Leistung gewinnen, wenn mögliche Mikrokristalle entfernt würden.
Schließlich eröffnet diese Forschung neue Wege zur Nutzung von Weltraumeis. Seine besondere Struktur könnte es zu einem idealen Material zum Schutz von Raumschiffen vor Strahlung oder zur Lagerung von Raumfahrt-Treibstoffen machen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Physical Review B