Neobvyklá skupenství vody ve vesmíru

„Dva díly vodíku, jeden díl kyslíku, to je nápoj pro bohy, postaví tě na nohy!“ Tak (hlasem Jana Wericha) praví film Stvoření světa z roku 1958. Božský nápoj je poměrně nadnesený popis, ale je pravda, že voda je jednou z nejběžnějších, a přitom bezpochyby nejtajemnějších molekul na Zemi a život by bez rovnováhy mezi jejími různými skupenstvími nemohl existovat. Nabývá ve vesmíru stejných podob jako na naší planetě?

Struktury různých ledů. Atomy kyslíku jsou ve schématu červenou barvou, atomy vodíku žlutou.

Snímek Radim Štůsek

Abychom na tuto otázku odpověděli, budeme muset podniknout dalekou pouť. Začneme na Zemi, poté se podíváme do jiných koutů naší sluneční soustavy a následně nahlédneme i do vzdáleného mezihvězdného prostoru.

Na Zemi nalezneme pouze jedno kapalné a jedno plynné skupenství (páru). Zato pevné skupenství, led, je výrazně bohatší. Ten na naší planetě známe ve třech variantách neboli fázích. Nejběžnější je led I_h (čti „jedna há“). Označujeme ho římskou jednotkou, jelikož byl první známý, a index „h“ značí, že se jedná o hexagonální krystalickou strukturu (vzpomeňte na šesticípé sněhové vločky). Ve vyšších vrstvách atmosféry s řidším a chladnějším vzduchem nalezneme i nestabilní led Ic, přičemž „c“ označuje kubickou strukturu. Na Zemi byl ovšem nalezen i led VII jako inkluze v diamantech (obr. 1). Podařilo se zaznamenat jeho krystalickou strukturu, a můžeme tedy tvrdit, že jde o minerál, stejně jako zbytek pozemských ledů. Nicméně jen málo lidí se může pyšnit tím, že v rukou drželi jinou fázi pevné vody než nejběžnější a nejdostupnější I_h.

Sluneční soustava

Rozmanitost fází vody na Zemi jsme tím vyčerpali. Pojďme se tedy vydat dále do Sluneční soustavy. I mimo Zemi byla potvrzena přítomnost kapalné vody a vodní páry, nadto ovšem existují důkazy o výskytu asi pěti fází ledu (Vesmír 97, 150, 2018/3). Předpokládá se, že jich je mnohem víc, ale možnosti výzkumu exotických fází jsou omezené už na Zemi, natož na vzdálených planetách a měsících. Pro vznik těchto ledů je totiž třeba vysokých tlaků (tisíce atmosfér) a velmi nízké teploty (až –100 °C).