Юный техник 1973-08, страница 58

ЛЕД, РОЖДЕННЫЙ В КОЛБЕ

Лед-IX открывали дважды. Сначала он появился на страницах фантастического романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки». Высокая температура его плавления — плюс 45° С — по ходу действия романа приводит к необратимому вымерзанию воды на Земле. Но трагическое предсказание фантаста не оправдалось. Исследователи получили лед-IX без каких бы то ни было катастрофических последствий для нашей планеты.

А началось все с работ немецкого ученого Густава Таммана, который в 1900 году обнаружил, что при давлении в три тысячи бар (1 бар равен 1,019 кг/см²) вода замерзает в виде необычной структуры. Так бы-пи открыты лед-М и лед-Ill. Поиски продолжил американец Перси Бриджмен. Увеличив давление сначала до 18 тыс. бар, а затем и до 45 тыс. бар, он постепенно дршел до льда-VII. После этого на целых тридцать лет наступило затишье.

Новооткрытые собратья отличались от обычного льда кристаллическим строением, а следовательно, и свойствами. Хотя температура плавления льда-VII выше плюс 80° С, существует он только при очень высоких давлениях — не ниже 20 тыс. бар — и, подобно глубоководной рыбе, мгновенно «погибает», если его вытащить в обычные условия. Никакой угрозы человечеству он не представляет. Вот если бы его устойчивость сохранялась при атмосферном давлении... На этом «если бы» и основано мрачное пророчество фантаста.

В 1966 и 1968 годах в Оттаве были открыты друг за друго«м лед-VIII и лед-IX. Последний действительно может существовать при гораздо меньшем давлении, чем лед-VII. Но его температура плавления даже чуть ниже, чем у обычного, а при нормальном давлении он так же неустойчив, как и все льды с номером выше первого. Великое оледенение не состоялось. Слишком уж эфемерны искусственно рожденные льды. Их жизненное пространство ограничивается лишь стенками камеры высокого давления.

Хотя и нет пока микроскопа, в который удалось бы разглядеть расположение атомов в веществе, но у ученых есть другие, не менее действенные методы: рентгенострунтурный анализ, спектроскопия, нейтронография. Они-то и позволили заглянуть в глубь ледяных кристаллов. Самая массивная часть молекул воды — атомы кислорода — образует в структуре льда гексагональную кристаллическую решетку. Неудивительно, что знакомые нам с детства снежинни принимают облик шестигранных звезд. Их внешняя форма — лишь отражение внутреннего порядна в кристаллах замерзшей воды. А структура этих кристаллов весьма рыхлая. Внутри каждого шестигранника существуют столь обширные пустоты, что не отдельные атомы, а целые молекулы воды порой протисниваются сквозь кристаллическую решетку. Столь некомпантная, «воздушная» архитектура льда определяет основные его особенности. У огромного большинства веществ твердая фаза, как более плотная, тонет в расплаве того же вещества. Но лед-1 почти на 10% легче воды. Поэтому гигантские айсберги не опускаются на дно, а совершают длительные путешествия по океанским волнам. По этой же причине водоемы замерзают с поверхности, а не со дна.

женным новейшими методами строительства, избавиться от предубеждения к «ледяному дому»?

Самой природой лед поставлен в необычные условия. Чем ближе температура кристаллического вещества к точке плавления, тем лучше оно поддается пластической деформации. Куй железо, пока горячо, — говорится в пословице. Лед всегда в «горячем» состоянии, даже при двадцатиградусном морозе. Ведь темпера

тура в двадцать градусов очень близка к температуре плавления. Поэтому лед — пластичный материал. Да и слои молекул в гексагональной решетке легко перемещаются друг относительно друга.

Любое ледяное строение непрерывно деформируется под действием собственной тяжести и медленно течет, как текут ледники в горах. Строительная механика еще не привыкла к столь неустой

56