الماء سر الحياة: دراسة علمية تكشف عن حالة خفية للماء قد تكون سببا وجود الحياة

في بحث علمى جديد للكشف عن أسرار الماء استخدم باحثون في جامعة ستوكهولم الأشعة السينية المتقدمة للكشف عن خاصية مشتبه بها منذ فترة طويلة للماء وهى ما يسمى بالنقطة الحرجة التي تظهرعندما يكون الماء في أشد درجات البرودة وهو ما يحدث عند حوالي -63 درجة مئوية و1000 ضغط جوي.

وأكتشف العلماء أن هذه النقطة الخفية تؤثرعلى كيفية تصرف الماء، مما يساعد في تفسير العديد من خصائصه غير العادية ، حيث يندمج شكلان سائلان مختلفان من الماء، مما يؤدي إلى تقلبات قوية تؤثر على الماء حتى في درجات الحرارة العادية. وقد أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل ليزر الأشعة السينية فائق السرعة الذي التقط الماء قبل أن يتجمدوهو الاكتشاف الذى قد يعيد الاكتشاف تشكيل فهمنا لدور الماء في الطبيعة - وربما حتى الحياة نفسها.

وأوضحت الدراسة أن الماء موجود في كل مكان وضروري للحياة، ومع ذلك فهو لا يتصرف مثل معظم السوائل الأخرى حيث تستجيب خصائص مثل الكثافة والسعة الحرارية واللزوجة وقابلية الانضغاط لدرجة الحرارة والضغط بطرق تتعارض مع ما يراه العلماء في المواد الأولية.

ففي معظم المواد، يتسبب التبريد في انكماشها وتصبح أكثر كثافةو بناءً على هذا النمط، يجب أن يصل الماء إلى أعلى كثافته عندما يتجمد وبدلاً من ذلك، يطفو ليكون الجليد، وتكون المياه السائلة في الواقع أكثر كثافة عند 4 درجات مئوية وهذا هو السبب في أن المياه الأبرد تظل تحت المياه الأكثر دفئًا في البحيرات والمحيطات.

عندما يتم تبريد الماء إلى أقل من 4 درجات، يبدأ في التمدد مرة أخرى. إذا تم تبريد الماء النقي إلى أقل من 0 درجة (حيث تحدث البلورة ببطء)، يستمر هذا التمدد بل ويتسارع مع انخفاض درجة الحرارة أكثرو تتصرف الخصائص الأخرى، بما في ذلك الانضغاطية والسعة الحرارية، أيضًا بطرق غير عادية بشكل متزايد مع انخفاض درجة الحرارة.

كما وجد الباحثون أيضًا أن الحركة الجزيئية تتباطأ بشكل كبير مع اقتراب الماء من النقطة الحرجة.

وبفضل تلك النتائج التي اكتشفتها الدراسة يمكن للباحثين الذين يدرسون فيزياء الماء الآن الاستقرار على النموذج القائل بأن الماء له نقطة حرجة في نظام التبريد الفائق بعد أن كان هناك جدل حاد حول أصل الخصائص الغريبة للماء لأكثر من قرن منذ العمل المبكر لفولفغانغ رونتجن.

وتتمثل المرحلة التالية في العثور على آثار هذه النتائج على أهمية المياه في العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والجيولوجية والمتعلقة بالمناخ مما يمثل تحديًا كبيرًا في السنوات القليلة المقبلة.