Вода под давлением: почему она течёт быстрее экспресс

Оригинал: "Shear and bulk viscosities of water up to 1.6 GPa and anomaly in the structural relaxation time"
arXiv:2603.17793 · 2026-03-18 · CC BY 4.0 · 1 мин
На глубине в десятки километров вода перестраивается и становится более текучей, чем на поверхности.

📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Вода в глубоких недрах Земли сжата сильнее, чем в тысячу раз по сравнению с поверхностью. Даже там она продолжает течь, но её внутреннее устройство меняется. Исследователи измерили, как именно вода сопротивляется течению и сжатию, когда давление растёт от нуля до 1,6 гигапаскаля — это как если бы на каждый квадратный сантиметр поставили груз массой 16 тонн.

Оказалось, что сопротивление течению растёт быстрее, чем сопротивление сжатию. Их соотношение уменьшается вдвое. При этом, в отличие от большинства жидкостей, вода под давлением сначала перестраивается быстрее: молекулы успевают поменять соседей за время около пикосекунды (миллионной доли миллионной доли секунды) при давлении около 0,5 гигапаскаля. Дальше перестройка снова замедляется.

Вода — единственная из распространённых жидкостей, которая при сжатии сначала становится более текучей. Это связано с тем, что её молекулы связаны водородными связями, которые под давлением слегка ломаются и позволяют молекулам легче скользить.

Такое поведение объясняют тем, что водородные связи между молекулами воды постоянно рвутся и образуются заново. Время, за которое молекула находит новое положение, — это и есть время перестройки. Оно минимально как раз при давлении 0,5 ГПа. Это значит, что при таком сжатии вода быстрее всего меняет свою локальную структуру, переходя от одного расположения молекул к другому. Эта особенность порождает целый каскад необычных свойств воды — от теплопроводности до сжимаемости.

Давление 1,6 ГПа соответствует глубине около 50 километров под землёй — это уже верхняя мантия Земли. Вода там существует в микроскопических полостях внутри минералов и влияет на их пластичность.

Учёные
George Gabriel StokesDaniel BernoulliLeonhard EulerArchimedes
Понятия
сдвиг поверхностное натяжение атмосферное давление вязкость вода фазовое поведение воды кровяное давление влажность почвы гидродинамика землетрясение осадки динамика жидкости в пористых средах тропосфера неньютоновская жидкость сглаженная гидродинамика частиц испарение напряжение ветра напряжение неустойчивость Кельвина–Гельмгольца паскаль