Eis ist nicht gleich Eis. Die Wissenschaftler unterscheiden 16 verschiedene Sorten kristallinen Eises und drei Sorten amorphen Eises. Auf der Erde gibt es in der Natur nur eine kristalline Form, die Atome sind dabei in einer streng regelmäßigen, aus Sechsecken bestehenden Struktur angeordnet.
Eis im All fast nur in amorpher Form vorhanden
Unter extremen Bedingungen, insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen, entsteht sogenanntes amorphes Eis. Es ist eher wie flüssiges Wasser - d.h. ohne kristalline Grundstruktur - aufgebaut und quasi eine erstarrte Form von fließendem Wasser. Im Weltall kommt Eis fast ausschließlich in dieser amorphen Form vor.
Einer der weltweit führenden Wasserexperten, Thomas Lörting vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Innsbruck, hat nun mit seinem Team und gemeinsam mit jenem von Roland Böhmer von der Technischen Universität Dortmund herausgefunden, dass nach einer speziellen Vorbehandlung das hochdichte amorphe Eis (Bild) bei rund minus 157 Grad Celsius bei Umgebungsdruck oder unter Vakuumbedingungen vom erstarrten in den flüssigen Zustand übergeht - man nennt dies "Glasübergang".
"Viskose Flüssigkeit, zäher als Honig"
"Es handelt sich dabei um eine hochviskose Flüssigkeit, die zäher als Honig ist", erklärte Lörting. Die Vorbehandlung ist notwendig, damit das grundsätzlich nur für eine kurze Zeitspanne stabile amorphe Eis sich nicht - wie bisher immer beobachtet - von einem Festkörper in einen anderen Festkörper umwandelt. Indem die Forscher Spannungen aus dem amorphen Eis entfernen und damit einen für längere Zeitspannen stabilen Gleichgewichtszustand erzeugen, "haben wir ein Fenster von minus 157 bis minus 143 Grad Celsius, wo wir mit einer hochdichten Flüssigkeit arbeiten können", sagte Lörting.
Die neue Entdeckung könnte aber weit mehr als nur ein wissenschaftliches Kuriosum bedeuten. Denn flüssiges Wasser gilt gemeinhin als Voraussetzung für die Entstehung von Leben. Somit könnte die neuen Erkenntnis für das Verständnis der Entstehung organischer Verbindungen im Weltall von Bedeutung sein. "Wenn Wasser bei sehr viel tieferen Temperaturen als bisher angenommen flüssig auftritt, wirft das ein neues Licht auf diesen Prozess", so Lörting.
Forscher: "Arbeit für weitere 30 Jahre"
Die Wissenschafter wollen das zähflüssige Wasser nun genauer untersuchen und dessen Eigenschaften näher charakterisieren. "Wir wollen wissen, wie sich andere Stoffe in diesem Wasser lösen lassen und wie die um ein Viertel höhere Dichte des Wassers die Reaktionsfähigkeit verändert", sagte der Chemiker, der darin "Arbeit für weitere 30 Jahre" ortet.
Die Entdeckung ist übrigens der zweite "Glasübergang" von Wasser, der an der Universität Innsbruck gefunden wurde. Vor 30 Jahren hat der inzwischen verstorbene Chemiker Erwin Mayer den Glasübergang von niederdichtem amorphen Eis bei minus 137 Grad Celsius beobachtet.
Die Abbildungen zeigen die Umwandlung von hochdichtem amorphem Eis (bei minus 196 Grad Celsius; links) in "gewöhnliches" (kristallines, hexagonales) Eis (bei ca. minus 30 Grad; rechts), wie wir es von der Skipiste oder aus dem Gefrierfach kennen.













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