Возможный механизм криохимических превращений вблизи температур
-40…-50°С

В атмосфере холодных планет, их спутников, в веществе комет обнаруживаются разнообразные сложные химические соединения, в том числе необходимые для существования жизни. Например на поверхности Титана, спутника Сатурна, найден винил цианид, который может образовывать мембраны живых клеток (Palmer et al., 2017), а на комете Чурюмова-Герасименко обнаружены десятки молекул органических соединений (Goesmann F. et al., 2015). Возникает вопрос, каким образом при температурах ниже -100°С могут образовываться такие соединения. В ряде работ высказано предположение, что они появляются при фотохимических реакциях, которые приводят к появлению сложных соединений в атмосфере или на поверхности холодных космических объектов. Предполагается и другая особенность – некоторые соединения могут быть индикаторами ранее существовавшей жизни. Например, метан в атмосфере Марса (Mumma et al., 2009).
Как известно, скорость химических превращений определяется энергетическим барьером реакции и она при тепловой активации падает по экспоненте при понижении температуры, в соответствии с формулой Аррениуса. Вместе с тем, в работе (Бордонский, Гурулев, 2017) представлены результаты эксперимента, которые указывают на ускорение протекания химических реакций с участием глубоко переохлажденной жидкой воды при температуре -45°С и атмосферном давлении. Эта температура связана с линией Видома – особым состоянием воды на фазовой диаграмме, определяемой положением второй ее критической точки (Анисимов, 2012). Вторая критическая точка перехода жидкость-жидкость была найдена при компьютерном моделировании, она соответствует температуре -53°С и давлению около 100 МПа (Mishima, 2010). На линии Видома, исходящей из второй критической точки воды, резко возрастают флуктуации плотности и энтропии вещества, что приводит к существенному возрастанию теплоемкости жидкой воды и других параметров в окрестности -45°С.
В области температур -30 … -60°С обнаружены также повышенные значения микроволновых потерь жидкой поровой воды в силикатах с наноразмерными порами (Бордонский и др., 2017).
Таким образом, есть основания предполагать, что в области температур -40 …-50°С возможно ускорение синтеза химических соединений с участием переохлажденной воды. Такая ситуация может, например, иметь место с синтезом метана из воды и углекислого газа в тонких пленках (каплях) незамерзшей воды в нанопористых структурах.