Na Europie nie ma życia? Wszystko przez "kwas Hitlera"
Rosyjscy chemicy odkryli, że w warunkach wysokiego ciśnienia mogą powstawać wyjątkowo egzotyczne związki. Takie warunki panują we wnętrzu Urana, Neptuna i innych gazowych gigantów oraz ich księżyców.
Zespół naukowców z Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii (MIPT) pod kierownictwem prof. Artema R. Oganova opracował potężny algorytm o nazwie USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography). W ostatnich latach wykorzystywano go do przewidywania budowy nowych substancji, które są używane w klasycznej chemii lub mogą pojawiać się w warunkach wysokiego ciśnienia.
Zespół Oganova użył algorytmu do przeanalizowania układu stabilności układu węgiel-wodór-tlen popularnego w całym wszechświecie.
- Jest to niezwykle ważny układ, ponieważ na tych trzech elementach opiera się cała chemia organiczna. Do tej pory nie wiedzieliśmy, jak te substancje zachowują się w warunkach ekstremalnego ciśnienia i temperatury - powiedział Oganov.
Okazało się, że kiedy ciśnienie sięga 1000 atmosfer, niestabilny w normalnych warunkach kwas węglowy staje się stabilny. To kluczowe odkrycie dla naszego pełniejszego zrozumienia tego, jakie procesy zachodzą we wnętrzach gazowych olbrzymów.
- Do tej pory naukowcy sądzili, że na oblodzonych księżycach, takich jak Europa, krzemianowy rdzeń jest w bezpośrednim kontakcie z wodą znajdującą się w "oceanie", więc powinny zachodzić odpowiednie reakcje chemiczne. Nasze wyniki pokazują, że zamiast pozostawać w bezpośrednim kontakcie z wodą, skalisty rdzeń zostaje pokryty warstwą stałego kwasu węglowego, aby zapobiegać mieszaniu się dwóch środowisko - dodał Oganov.
Ten brak reakcji chemicznych zachodzących w oceanie Europy to zła wiadomość dla astrobiologów poszukujących życia pozaziemskiego. Europa jest uważana za jedno z najbardziej obiecujących miejsc dla obcych form życia poza Ziemią.
Gdy ciśnienie nadal rośnie, kwas węglowy może przekształcać się w polimer i w pewnym momencie zachodzi reakcja egzotermiczna tworząca kwas ortowęglowy. Związek ten jest do tego stopnia niestabilny, że naukowcy nie są w stanie wytworzyć go w warunkach laboratoryjnych. Jest on również nazywany "kwasem Hitlera", gdyż jego budowa cząsteczkowa ma kształt swastyki.
- Inną implikacją jest to, że wewnątrz olbrzymich planet takich, jak Uran czy Neptun, nie znajdziemy znacznych ilości kwasu ortowęglowego, a kwas węglowy pojawi się zapewne w postaci stałej. To może mieć poważne konsekwencje dla modeli struktury wewnętrznej tych obiektów - dodał Oganov.
Odkrycie występowania kwasu węglowego w formie stałej w warunkach wysokiego ciśnienia może mieć konsekwencje do badań na Ziemi. Wiadomo już, że kwas węglowy będzie stabilny przy ciśnieniu 1 Gigapaskala, co jest wartością łatwą do uzyskania na skalę przemysłową.
