Es VII

Es VII adalah bentuk es kristal kubik. Ia dapat dibentuk dari air cair di atas tekanan 3 GPa (30.000 atmosfer) dengan menurunkan suhunya ke suhu kamar, atau dengan mendekompresi es VI dari air berat (D₂O) di bawah suhu 95 K. (Berbagai jenis es, mulai dari es II hingga es XIX, telah dibuat di laboratorium pada suhu dan tekanan yang berbeda-beda. Es air biasa pada umumnya merupakan es I_h, berdasarkan tata nama Bridgman.) Es VII bersifat metastabil pada rentang suhu dan tekanan yang luas dan berubah menjadi es amorf berdensitas rendah (low-density amorphous ice, LDA) di atas suhu 120 K (−153 °C).^[1] Es VII memiliki titik tripel dengan air cair dan es VI pada suhu 355 K dan tekanan 2,216 GPa, dengan garis lebur yang memanjang hingga setidaknya 715 K (442 °C) dan 10 GPa.^[2] Es VII dapat dibentuk dalam waktu beberapa nanodetik dengan kompresi cepat melalui gelombang kejut.^[3][4] Ia juga dapat dibuat dengan meningkatkan tekanan pada es VI pada suhu sekitar.^[5] Pada sekitar 5 GPa, es VII bertransformasi menjadi es VII_t tetragonal.^[6]

Seperti kebanyakan fase es lainnya (termasuk es I_h), posisi atom hidrogen tidaklah teratur.^[7] Selain itu, atom oksigen tidak teratur di beberapa tempat.^[8][9][10] Struktur es VII terdiri dari kerangka ikatan hidrogen dalam bentuk dua subkisi yang saling menembus (tetapi tidak terikat).^[8] Ikatan hidrogen melewati pusat heksamer air dan dengan demikian tidak menghubungkan kedua kisi. Es VII memiliki massa jenis sekitar 1,65 g cm⁻³ (pada tekanan 2,5 GPa dan suhu 25 °C (77 °F; 298 K)),^[11] yang kurang dari dua kali massa jenis es kubik karena jarak O–O dalam jaringan adalah 8 % lebih panjang (pada tekanan 0,1 MPa) untuk memungkinkan interpenetrasi. Sel satuan kubik memiliki panjang sisi 3,3501 Å (untuk D₂O, pada tekanan 2,6 GPa dan suhu 22 °C (72 °F; 295 K)) dan mengandung dua molekul air.^[9]

Es VII adalah satu-satunya fase es tidak teratur yang dapat diatur dengan pendinginan sederhana,^[5][12] dan membentuk es VIII (yang teratur) di bawah suhu 273 K hingga tekanan ~8 GPa. Di atas tekanan ini, suhu transisi VII–VIII turun dengan cepat, mencapai 0 K pada tekanan ~60 GPa.^[13] Dengan demikian, es VII memiliki bidang stabilitas terbesar dari semua fase molekul es. Subkisi oksigen kubik yang membentuk tulang punggung struktur es VII bertahan hingga tekanan setidaknya 128 GPa;^[14] tekanan ini jauh lebih tinggi daripada ketika air kehilangan karakter molekulernya seluruhnya, membentuk es X. Pada es bertekanan tinggi, difusi protonik (pergerakan proton di sekitar kisi oksigen) mendominasi difusi molekuler, suatu efek yang telah diukur secara langsung.^[15]

Kemunculan alami

Para ilmuwan berhipotesis bahwa es VII mungkin merupakan salah satu komposisi dari dasar samudra Europa serta planet luar surya (seperti Gliese 436 b, dan Gliese 1214 b) yang sebagian besar terbuat dari air.^[16][17]

Pada tahun 2018, es VII teridentifikasi di antara inklusi yang ditemukan pada intan alami.^[18] Karena demonstrasi bahwa es VII ada di alam, Asosiasi Mineralogi Internasional sepatutnya mengklasifikasikan es VII sebagai mineral yang berbeda.^[19] Es VII diduga terbentuk ketika air yang terperangkap di dalam intan mempertahankan tekanan tinggi mantel dalam karena kekuatan dan kekakuan kisi intan, tetapi didinginkan hingga suhu permukaan, menghasilkan lingkungan bertekanan tinggi yang diperlukan tanpa suhu tinggi.^[20]

Referensi

Pranala luar

• (Inggris) Hunsberger, Maren (21 September 2018). "A New State of Water Reveals a Hidden Ocean in Earth's Mantle". Seeker. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2021-12-21 – via YouTube.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
• (Inggris) Woo, Marcus (11 Juli 2018). "The Hunt for Earth's Deep Hidden Oceans". Quanta Magazine.