两种新发现的冷冻盐水形式可以帮助科学家解开有关太阳系的被冰覆盖的卫星。
当承受比所能承受的更高的压力和更低的温度时自然界中发现的在地球上，水合氯化钠（通常称为盐水冰）中的原子以前所未有的结构排列，其中水分子的比例比盐高得多。
这可以解释物质表面的奇怪化学特征木卫二的卫星，它看起来比科学家预期的更含水。
“当今科学界很少有根本性的发现，”地球和空间科学家巴蒂斯特·茹尔诺 (Baptiste Journaux) 说华盛顿大学的。
“盐和水在地球条件下是众所周知的。但除此之外，我们完全一无所知。现在我们拥有的这些行星物体可能含有我们非常熟悉的化合物，但在非常奇异的条件下。我们必须重做人们在 1800 年代所做的所有基础矿物学，但在高压和低温下。这是一个令人兴奋的时刻。”
我们的家园星球上的盐和水都很丰富。当结合时，盐分子溶解在水分子中形成溶液。与无盐水相比，盐的存在降低了溶液的冰点，但随着温度在典型的地球大气条件下继续下降，它最终会冻结。
当它这样做时，分子将自身排列成一种称为水合物的刚性晶格结构。在地球上（实验室外），这种结构只有一种配置：每两个水分子对应一个盐分子。
在木卫二和木卫三等绕木星运行的卫星上，在土卫二的卫星上，科学家们也发现了盐和水的证据，只不过两者所处的条件恰好与地球上的有很大不同。
暴露在远离太阳的接近真空的太空中，这些遥远世界的表面会变得极其寒冷。在它们的冰层下面是海洋，在某些情况下可能是超过100次比地球上最深的水域，造成一些相当极端的压力和温度。
Journaux 和他的同事开始研究盐对冰生产的影响。他们将一小滴盐水压缩在一个容器中金刚石砧座在极冷的条件下，产生的压力高达地球大气压的 25,000 倍，同时将温度降低至 -123 摄氏度（-190 华氏度）。
他们没想到接下来会发生什么。
“我们试图测量添加盐会如何改变我们可以获得的冰量，因为盐起到防冻剂的作用，”报纸解释。 “令人惊讶的是，当我们施加压力时，我们看到的是这些我们没有预料到的晶体开始生长。这是一个非常偶然的发现。”
在实验条件下，研究人员发现盐和水分子出现了两种新的排列。其中每 17 个水分子对应两个盐分子；另一种是由 13 个水分子对应 1 个盐分子。两者都与地球上自然看到的一盐二水非常不同，并且与冰卫星上观察到的水化学特征一致。
“它具有行星科学家一直在等待的结构，”添加日志。
研究人员表示，主要因素是压力，它将分子挤压在一起，迫使它们寻找新的共存方式。但即使压力被释放，一种新发现的水合物——含有 17 个水分子的水合物——在 -50 摄氏度的温度下仍保持稳定。这表明它也可以在地球上找到，可能在南极洲的冰层下。
未来需要进行研究，以确定这一发现是否能够解开冰冷的月球之谜。
“[水合物]的红外光谱仍有待未来研究确定，”研究人员写道，“但它的超水合结构可以解决木卫二和木卫三表面不明水合物相的长期谜团。”
该研究发表于美国国家科学院院刊。
