Vědci z Chicagské univerzity provedli kvantové simulace, které simulují chování vody za extrémních podmínek v zemském plášti. Vědecký článek byl publikován v časopise Sborník Národní akademie věd. Vědecká práce je shrnuta v tiskové zprávě o EurekAlert !.
Při extrémně vysoké teplotě a tlaku začíná voda vykazovat neobvyklé vlastnosti, které jsou současně v různých fázích. Může to být kapalina, když je teplota média 10krát vyšší než teplota varu, a také kombinovat znaky kapaliny a pevné látky.
Vědci simulovali podmínky pomocí superpočítače, čímž zvyšovali teplotu a tlak prostředí, ve kterém se nacházejí molekuly vody, na hodnoty, které jsou 40krát a 100 tisíckrát vyšší než normální podmínky. Je nemožné provést takový experiment v laboratoři, protože voda začíná vstoupit do chemických reakcí s materiálem zařízení. Pro jednoduchost vědci zkoumali jen malé množství H2O molekul zkoumáním jejich kvantových stavů v extrémních podmínkách.
Vědci ukázali, že při teplotě 1000 kelvinů (726 stupňů Celsia) a tlaku 11 až 20 gigapascalů (GPa) je voda v kapalné fázi a rychle se disociuje na ionty, které se okamžitě rekombinují. Tento proces se provádí pomocí bimolekulárního mechanismu, když je kinetická energie dvou molekul tak vysoká, že se při kolizi rozpadají. Výsledné ionty s krátkou životností hrají roli nosičů náboje, což vysvětluje, proč je elektrická vodivost vody v takovém extrémním prostředí o 6 až 7 řádů vyšší než za normálních podmínek. V tomto případě jsou vodíkové vazby mezi molekulami zajišťující kapalný stav zachovány alespoň při tlacích až 20 gigapascalů.