Existuje mnoho různých způsobů uspořádání atomů v krystalové mřížce materiálu. Díky tomu i led může existovat hned v několika rozdílných formách, než jak ho známe z našeho běžného života. Doposud bylo popsáno celkem 18 rozdílných typů ledu na základě jejich unikátní krystalové struktury. Pokud pomineme led vznikající za dveřmi laboratoří, můžeme na povrchu naší planety Země nalézt pouze jeden typ ledu - Led I.

Kde se tedy vyskytuje těch sedmnáct zbývajících typů ledu? Tak například led IV a led VII se může tvořit hluboko v zemském plášti, uzamčený v krystalové struktuře diamantů, které jsou následně velice pomalu transportovány směrem k povrchu. Další typy ledu se pak nacházejí na jiných planetách a jejich měsících.

Termodynamika je velice mocná čarodějka. Teplotně-tlakové podmínky, které panují při vzniku ledu, určují způsob uspořádání jednotlivých atomů kyslíku, vodíku a molekul vody jako takových, v rámci jejich struktury. To následně určuje, o jakou polymorfní fázi ledu, nebo chcete–li o jaký druh ledu, se bude jednat.

Vědci z univerzity v Innsbrucku se dlouhodobě zabývají laboratorním zkoumáním procesů tvorby ledu VI, který normálně vzniká za velmi vysokých tlaků v plášti Země. Díky zpomalení procesu chladnutí a dalšímu zvýšení tlaku při jejich experimentech, učinila před několika lety vědecká skupina vedena Thomasem Loretingem, neočekávaný objev. Jejich metoda vedla k formaci jiného typu ledu, který se odlišoval rozdílným uspořádáním atomů vodíku. Vědci tedy našli důkaz o existenci nové varianty ledu, který nazvali XIX. Nebyli však schopni přesně popsat jeho krystalovou strukturu.

To se však nedávno změnilo. Vědci díky metodě neutronové difrakce byli schopni popsat krystalovou strukturu ledu XIX, která byla potvrzena nezávislým výzkumem japonskou vědeckou skupinou.

Jedná se tedy o devatenáctý typ ledu, který byl doposud popsán. Objev vědců z Univerzity v Innsbrucku může být však předzvěstí ještě něčeho mnohem většího. Led XIX má totiž stejné uspořádání atomů kyslíku, jako led XV. Tyto dva polymorfy se tedy liší pouze polohami atomů vodíku.  Znamená to, že poprvé v historii fyziky ledu, byl popsán první sourozenecký polymorfní pár. To tedy také znamená, že poprvé bude možné uskutečnit experimentální přechod mezi dvěma fázemi ledu.

Strukturní podobnost ledu XIXa ledu VI
Strukturní podobnost ledu XIX a ledu VI. Zdroj: https://newatlas.com/physics/crystal-structure-exotic-new-form-of-ice/

Zdroj: https://newatlas.com/physics/crystal-structure-exotic-new-form-of-ice/

Zdroj originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41467-021-21161-z

Zdroj úvodního obrázku: Colin Behrens, Pixabay