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두 번째 인터뷰의 주인공은 얼음계의 아이돌, 별난 얼음들입니다! 무려 19가지 얼음으로 이루어진 그룹이죠. 극저온부터 고온까지 상식을 파괴하는 얼음들, 지금 만나 보시죠!
얼음은 한 가지? 사실은 열아홉 가지!
지난 2월, 오스트리아 인스부르크대학교 물리화학연구소의 토마스 로어팅 교수팀이 새로운 얼음인 ‘얼음 XIX(얼음 19)’를 발견했다고 발표했어요. 지금까지 18개의 얼음 결정이 발견됐는데, 19번째 새로운 얼음 결정 구조를 찾은 거예요.
냉장고에 있는 보통 얼음의 과학적 이름은 ‘얼음 Ih’예요. I는 1이라는 뜻의 라틴어 숫자, h는 육각형(hexagon)에서 각각 따왔어요. 즉, 얼음 Ih는 물 분자들이 육각형으로 층층이 쌓인 결정 구조를 이룬 얼음이라는 뜻입니다. 이번에 만들어진 얼음 XIX는 1만 5000기압, 영하 40℃에서 만든 얼음 VI(얼음 6)을 영하 173℃까지 내려서 만들었어요. 얼음 VI과 산소 원자의 배치는 비슷하지만, 수소 원자가 다르게 정렬되어 있지요.
다양한 결정 구조를 지닌 별난 얼음들은 극한의 압력과 온도 조건에서 만들어져서, 일상에서 만나기는 힘들어요. 올해 5월, 얼음 XIX의 특성을 연구해 발표한 영국 유니버시티 칼리지 런던대학교의 크리스토프 잘츠만 교수는 “목성의 위성인 유로파와 가니메데에는 수심이 100km에 달하는 바다가 있는데, 이 바다 밑바닥에는 엄청난 압력으로 만들어진 고압 얼음들이 쌓여 있을 것”이라 설명했습니다. 이 위성들의 지질 구조를 이해하려면 고압 얼음의 형태를 이해해야 하는 거예요.
그러면 앞으로도 새로운 얼음이 발견될 수 있을까요? 2018년 영국 캐번디쉬 연구소의 과학자들이 컴퓨터로 물 분자가 만들 수 있는 결정 구조를 시뮬레이션해 보니 무려 7만 4963가지의 얼음이 만들어졌어요. 발견을 기다리는 별난 얼음들이 산더미처럼 남아 있다는 뜻이죠!
암 온 더
넥스트 레벨~, 먼 우주의 얼음 ⅩI11
특성 압력을 주면
전기가 흐르는 특성을 가짐.
생성 조건 얼음 Ih를
영하 201℃로 냉각.
나는 매우 추운 곳에서 발견되는 얼음 XI이야. 지난 2015년, 명왕성 탐사선인 뉴 호라이즌스호는 명왕성의 제일 바깥 위성인 ‘히드라’에서 나를 발견했지. 천문학자들은 천왕성이나 해왕성의 상층 대기에서도 나를 볼 수 있을 거로 추측한단다!
여름보다 더
뜨거운 얼음 VII7
특성 고온, 고압 조건에서 만들어지는 얼음.
생성 조건 물을 상온에서 3만 기압으로 압축.
2018년, 미국 라스베이거스 네바다대학교의 지질학자들은 다이아몬드 내부에서 나를 발견했어. 깊은 맨틀에서 만들어진 다이아몬드 속에 물 분자가 갇혔고, 이후 고압 조건에서 얼음 VII로 바뀐 거지.
얼음 하면 나야 나! 얼음 Ih
특성 우리가 잘 아는 보통의 얼음.
생성 조건 대기압, 0℃ 이하에서 생성.
나는 육각형의 결정 구조를 가지는 얼음 Ih야. 지표에서 가장 흔하게 볼 수 있는 얼음 형태지. 여러분의 컵에 동동 떠 있는 얼음이
바로 나야!
날 따라와 하늘 높이~, 얼음 Ic
특성 얼음 Ih의 준안정 상태.
생성 조건 얼음 Ih를
영하 53~143℃로 냉각.
나는 얼음 Ic! 다른 얼음과 달리 완벽히 안정된 결정 구조가 아니라서 얼음 Ih의 다른 상태로 분류돼. 지구에서는 매우 추운 대기권 고층에서 간혹 발견되는 편이지.
