この画像を大きなサイズで見る太陽から遠く離れた惑星の過酷な環境下では、水が予想外のふるまいを見せることが明らかとなった。
アメリカのネバダ大学ラスベガス校を中心とする研究チームは、海王星や天王星の深部に似た超高圧環境を実験室で再現した。
その結果、押し潰されて氷になった水の結晶構造が、これまで予想されていたよりも低い圧力で、別の形へと歪み始める様子が観測された。
遠い惑星の奥深くでは、水が地球上とは似ても似つかない姿へと変化しているようだ。
この研究成果は『Communications Chemistry』誌（2026年10月15日付）に掲載された。
参考文献：
- Water As We’ve Never Known It: Physicists Test Water Beyond Earth-like Conditions | News Center | UNLV
巨大氷惑星の深部を地球の実験室で再現する
私たちのよく知る水は、地球外の異星世界ではまったく異なる予想外の振る舞いを見せるようだ。
太陽系の外縁部を公転する海王星や天王星は、「巨大氷惑星」と呼ばれている。
ただし、冷たい氷でできているわけではない。
内部には水やアンモニア、メタンが大量に存在し、極度の高温・高圧にさらされていると考えられている。天文学ではこうした物質をまとめて「氷」と呼んでいる。
これらの星の深部がどうなっているのか、探査機を送り込んで直接調べることは今の技術では不可能である。
そこでネバダ大学ラスベガス校、カリフォルニア大学バークレー校、アルゴンヌ国立研究所の共同研究チームは、地球上の実験室で巨大氷惑星の内部に近い環境を作り出すことにした。
実は水は、冷やさなくても、強い力で押し潰すだけで固体の氷になる。
最も硬い物質として知られる2つのダイヤモンドの間に氷のサンプルを挟み込み、強烈な力で押し潰したのだ。
この画像を大きなサイズで見る指先にアフリカゾウ400頭！極限状態の予想外の振る舞い
実験室で再現された「超高圧環境」は、車のタイヤの空気圧の100万倍以上、大気圧のおよそ240万倍にもなる。
わかりやすく言えば、指の先（1cm四方）にアフリカゾウ約400頭が同時に乗っているのと同じくらい、とてつもない力がかかっている状態だ。
氷のような結晶は、原子が決まったパターンで規則正しくくり返し並んでできている。この並び方を「結晶構造」という。
氷は強く押し潰されると、立方体の箱を整然と積み重ねたような結晶構造をもつ「氷X（アイステン）」になる。
さらに押し潰すと、この立方体が歪み、縦・横・高さの長さがそろわない箱を積み重ねたような、別の結晶構造に変わることが、約30年前から計算で予測されていた。その境目は、大気圧のおよそ300万〜400万倍と考えられてきた。
ところが今回の実験では、大気圧の約220万倍を超えたあたりで、すでに氷Xの立方体が歪み始めたのだ。
氷は、科学者の予想よりも手前で、姿を変え始めていたのである。
この画像を大きなサイズで見る水は環境に合わせて姿を変える
地球外の過酷な環境では、水は私たちが知っている姿をしていないと考えられている。
2021年にはシカゴ大学などの研究チームが、巨大氷惑星の内部に近い高温・高圧の環境を再現し、数千度の高温下で生まれ、電気を通す黒い氷「超イオン氷」を作り出している。
そして今回の実験で、氷になった水が、予想よりも早い段階で結晶構造まで変えてしまうことがわかった。
それはまるで、SF作品などに登場する、姿を自在に変える変身生物のようである。
研究チームによると、押し潰す力がなくなれば、この特殊な氷は今の形を保てず、別の結晶構造へと並び直すと考えられるという。
未知なる異星の世界を知るための手がかり
私たちの暮らしに欠かせない水が、環境次第でここまで常識外れの振る舞いを見せるのは非常に興味深い。
研究を率いたUNLVネバダ極限環境研究所の所長、アシュカン・サラマット氏は「地球のような条件を超えた環境での水は、私たちがこれまで想像していた以上に複雑な振る舞いをします」と語っている。
人類がいつの日か遠い星々に到達できたとき、その奥深くには一体どんな異世界が広がっているのだろうか。
太陽系や宇宙のしくみを深く理解するためには、こうした極限状態における物質のメカニズムを知ることが必要不可欠である。
今回の実験室での成果は、まだ見ぬ異星の謎を解き明かすための重要な手がかりとなるだろう。
[ 子ノ星教育社 ] 太陽系模型 8 惑星 公転 模型 工作キット 手作り 太陽 地球 工作 惑星 宇宙 天文 知育 教育 理科 科学 天文学 自由研究 夏休み
このPRリンクから注文に進んだ場合、販売サイトからカラパイアに紹介料が支払われることがあります。紹介料が発生した場合は、サイト運営の継続と記事制作の資金として活用いたします。
あまり科学の事は知ないけど絶対0度になると原子や分子や電子も固まって動けなくなるけど超高圧をかけると動き出して熱も出ると言う事かな?(多分違うだろうと言う事は何となく分かるのだけど)
通常の物質は、気体 ⇒ 液体（分子がバラバラに集まった状態）⇒ 固体（規則的な結晶構造で整列）となるにつれ、体積が小さく密度が高くなる。
ところが、水は、身の回りにありふれた物質でありながら
「固体（氷）のほうが液体より体積がやや大きく、密度が薄い」という特異な性質を持つ。
要するに、隙間が多いスカスカな結晶構造をとるため、バラバラに好き勝手動きながら寄り集まっている時よりも、整列した方がかえって広がってしまう。
こういう性質があるから、圧力を掛けると、
より小さい体積になるように、へしゃげて結晶構造が崩れるんじゃないだろうか？
圧力をかけ整然とした結晶構造になり、
更なる圧力で原子が詰まるのは、どの物質でも同じなのでは。
>氷は強く押し潰されるときれいな結晶構造をもつ「氷X（アイスエックス）」になる。
>さらに圧力を高めていくと、いびつな箱を積み重ねたような形へと変化した。
>押されて整うどころか、逆に形が崩れてしまう。
>水は、そんな驚くべき性質を持っていたのである。
崩れるというか原子が更に詰まったのではないですか。
驚きは別のところにあるような気がしますが。
氷Xが想定より早く（低圧力で）崩れたとか。
本文が差し替えられましたね。
差し替え後の表現の方が適切かと思います。
>ところが今回の実験では、大気圧の約220万倍を超えたあたりで、
>すでに氷Xの立方体が歪み始めたのだ。
>水は、科学者の予想よりもずっと手前で、姿を変え始めていたのである。
ありがとうございました。
しかしこの発見が後の『アイス・ワン』そして『アイス・セカンド』の発見に繋がるとはまだ誰も夢にも思わなかったのである
残念だがもう21まであるんだ。そのうえで今は固体だが結晶化していない水とかそういうのを氷として分類していいのかとかそういうとこで頭を悩ませてるらしい。
すまないそれは知った上での別のネタなんだ分かり難くて申し訳ない
別に生物がいるわけじゃないから歪んでもいいし惑星ごとなくなったとしてもなんの問題もない
太陽系で地球より内側じゃなきゃこっちにもたいして影響ないし
そんな圧力でも壊れないなんて、水って硬いんだな
「氷X（アイスエックス）」……読みはエックスなの？
10の事だよね、これ。
”第9種の氷”なんてのも作れるんですかね？
カート・ヴォネガットのSF『猫のゆりかご』に出てくるアイス・ナインだね
自分もそれを思い出した
ゾウを単位にするのはウルトラマンだけかと思っていたよ
ゆっくり圧力をかけるから徐々に立方体になるのかな
急激に高圧にしたらどうなるんだろ
＞地球の常識は通用しない。過酷な環境の惑星の中で「水」は予想外の変化を見せる
水と氷の表現の使い分けができていないので無茶苦茶な記事になっている
化学・物理などの分野で言及するなら、氷でも湯でも
水（H₂O）は水（H₂O）では？
（´・ω・｀）ちょっと疑問なんだけど超高圧で結晶化した水は
物の気圧に戻ると結晶化も崩壊するのかね？
それとも安定して残るんだろうか？
ブルース・リー・の名言みたいやな
着陸できないのはわかるけど、google earth みたいに高精度な写真はとれないの？
天王星・海王星になると今まで到達した探査機は1機（ヴォイジャー2号）だけってぐらいに、（予算的にも）過酷なミッション
しかもそこで高精細写真を撮れるぐらいの探査機…問題はカメラ性能ではなくて天王星・海王星までいって
減速し、周回軌道に乗せられる程度に余力を持てる大型探査機の打ち上げは今の技術ではなかなか難しい
2030年代の月開発が順調に進行したら、2050年代とか60年代には実行可能になるかも？
それ以外だとイーロンのところの”スーパーヘヴィ”のシステム一式完成したら可能になるかもしれない
インターステラーの超重力下の水の惑星の津波は、映画のようにはならないってことなんだろうな。
おそらく、鋼鉄の何十倍もの強度を持つ水が押し寄せて、全てを粉々にしていくんだろう。
あれは押しつぶす超重力じゃなく、地球にとっての月であるところの空のブラックホールから引っ張られる重力だからのはず
「超高圧環境を再現する装置」って書いてある画像は光学系の設備のようだから
使ってるとしても観測部分とかで、少なくともその部分は超高圧環境を再現する装置ではないよね
ロックで＞氷は？＞アイス・テンで。