Что произойдет в центре водного мира?

Для планет примерного размера Земли Вы найдете лед VII, X или XI. Возможно даже жидкая вода, существующая в виде сверхкритического флюида.

Это удивительно сложный вопрос, и он зависит от радиуса и массы рассматриваемой водной планеты. Водная планета с массой, подобной Земле, определенно не имела бы земного радиуса, и трудно точно сказать, каков будет ее радиус именно потому, что вода чертовски странная, с таким количеством различных кристаллических структур при разных температурах и давлениях.

Взгляните (и обратите внимание на логарифмический характер оси Y и умеренный диапазон температур):

^{Cmglee — собственная работа, CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14939155}

Каждая отмеченная область на этой диаграмме имеет различные структурные свойства. Для сравнения, давление в ядре нашей планеты оценивается примерно в 330–360 гигапаскалей. Поскольку Земля состоит из гораздо более плотного вещества, чем вода, мы, вероятно, можем принять это за удобную верхнюю границу внутреннего давления водного мира с земным радиусом. Как вы можете видеть на фазовой диаграмме, вода при таком давлении будет представлять собой лед X (при умеренной температуре, что является плохим предположением для ядра планеты, но это данные, которые я смог найти), отличаясь от льда I–IX его новая кристаллическая структура. Фактически, Лед VII, X и XI — единственные, которые, как предполагает эта диаграмма, могут существовать в ядре планеты (которое, опять же, будет очень горячим, а также находится под большим давлением). Граница между жидкой и твердой фазами воды также переходит к более высоким давлениям по мере повышения температуры. В особенно жарком и маленьком мире вы можете найти старую обыкновенную жидкую воду в ядре или, что более вероятно, воду, существующую в виде сверхкритической жидкости.2

Предполагается, что при еще большем давлении, значительно превышающем 1000 гигапаскалей, вода приобретет металлические свойства. Вам понадобится действительно массивный водный мир, чтобы это произошло естественным образом в его ядре, однако, возможно, приближаясь к пределу звездного синтеза. Считается, что внутреннее давление Юпитера превышает 3000 гигапаскалей, но Юпитер содержит некоторые материалы, значительно более плотные, чем экспериментально подтвержденные фазы воды, и, как вы знаете, он довольно большой. Кроме того, по крайней мере одно теоретическое предсказание относительно металлической фазы льда предполагает, что это произойдет только при давлениях, превышающих 5000 гигапаскалей. (Тем не менее, сторонники более умеренных теорий, полагающих, что температура приближается к 1000 гигапаскалей, действительно предполагают, что внутри Юпитера существует металлический лед.) Этот сайт ( http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_phase_diagram.html) содержит обширную информацию о фазах воды, включая более обширную фазовую диаграмму, которая включает воду как сверхкритическую жидкость и металлическую фазу льда, хотя последняя является только теоретической.

Что же касается возможности обхода ядра, то об этом можно практически забыть. Трудно представить, что можно собрать достаточно хендвавиума, чтобы помочь человеческому телу выдержать давление порядка 100 мегапаскалей или выше. Даже с учетом автономного дрона-исследователя это выглядит не очень хорошо. Для твердого ядра экзотического льда VII, X или XI, когда вы копаетесь в нем, сверхкритическая жидкая вода наверху немедленно потечет в любую вырытую вами яму и замерзнет в соответствующей глубине фазе льда, остановив ваш прогресс. (Однако некоторые экзотические льды метастабильны при температурах и давлениях, отличных от тех, при которых они образуются, поэтому, если вам нужны экзотические льды, вы можете добывать их с помощью ручного экскаватора.) интересная инженерная задача, поскольку сверхкритические жидкости, ну, странно как-то. Мы фактически используем сверхкритическую воду как средство быстрого окисления опасных отходов.3 , который в противном случае навсегда сохранялся бы в масштабах нашей цивилизации, так что удачи с жертвенным анодом, сильным и достаточно большим, чтобы компенсировать это.

Предполагается, что это будет просто лед и сжатая вода (отличная от льда):

«Их бездонные глубины будут настолько глубокими и плотными, что даже при высоких температурах давление превратит воду в лед. Огромное давление в нижних частях этих океанов может привести к образованию мантии из экзотических форм льда».