تظهر دراسة بحثية نشرت في مجلة “ناتشر كيمستري” الدورية وجهة نظر مختلفة حول انتشار جزيئات الماء على سطح المياه المالحة، وهذا يتحدى النماذج التقليدية المعروفة. أجرى فريق من جامعة كامبردج ومعهد ماكس بلانك هذا البحث الذي كشف عن تنظيم مختلف للأيونات وجزيئات الماء على سطح محاليل المياه المالحة، والمعروفة باسم محاليل الإلكتروليت. هذا التنظيم يتعارض مع المفاهيم العلمية المعتادة.
يحدث التفاعل الأساسي المتعلق بالظروف المناخية والتغيرات البيئية على أسطح المياه، حيث تتفاعل جزيئات الماء مع الهواء. مثلا، تبخر مياه المحيط يلعب دوراً حاسماً في كيمياء الغلاف الجوي. دراسة هذه التفاعلات تساعد العلماء في فهم مدى تأثير البشر على الكوكب الأرض وكيفية التعامل مع التأثيرات السلبية إن كان ذلك ممكناً.
تعتبر فهم التفاعلات المجهرية في السطح الفاصل بين الماء والهواء مادة للنقاش الشديد والتحليل الطويل. في الطرق التقليدية، يتم استخدام تقنية توليد مجموع الترددات الاهتزازية بواسطة الليزر (VSFG) لقياس قوة الإشارة للاهتزازات الجزيئية على السطح. لكن هذه التقنية لا تنجح في قياس نوع الإشارة وما إذا كانت إيجابية أم سلبية، مما يجعل من الصعب الحصول على نتائج مكتملة ومرضية.
بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي الاعتماد على البيانات التجريبية وحدها إلى نتائج غامضة. ومع ذلك، تتناول التقنية الجديدة التي تم استخدامها هذه المسألة من خلال تطوير التقنية السابقة وإضافة نماذج حاسوبية متقدمة لمحاكاة التفاعلات الكيميائية في سيناريوهات مختلفة.
على النتائج أن الأيونات الموجبة (الكاتيونات) والأيونات السالبة (الأنيونات) مستنفدة من السطح الفاصل بين الماء والهواء. وهذا يتعارض مع مناهج الكتب الدراسية، بل وتعمل الأيونات الإلكتروليتية على توجيه جزيئات الماء في الاتجاهين العلوي والسفلي.
يقترح الباحثون أن السطح يحتوي على طبقات قليلة من الماء النقي في الجزء العلوي، ثم طبقة غنية بالأيونات، وأخيرًا محلول ملحي.
تكمن أهمية هذه الدراسة في فهم العلاقة بين العوامل الخارجية والماء، وفهم التغيرات الطارئة على أي سطح مائي مثل البحار والمحيطات بسبب الغلاف الجوي. المياه هنا تحمل معلومات وحقائق عن تاريخ الكوكب لملايين السنين.
