Crean en laboratorio un extraño hielo que podría encontrarse en otros planetas

Para la mayoría de nosotros, el agua está presente en nuestras vidas en solo tres estados: líquido, sólido y gaseoso. Sin embargo, los científicos saben que puede pasar por muchas otras fases, la mayoría de las cuales requieren condiciones de presión y temperatura tan extremas que no pueden ocurrir en la Tierra de manera natural, aunque sí en otros planetas y lunas de nuestro sistema solar.

Hasta hace poco, esos estados, llamados fases exóticas por su rareza, se conocían únicamente de manera teórica, pero recientemente científicos europeos consiguieron crear una de ellas en laboratorio por primera vez en la historia, informó el Instituto Laue-Langevin, en Francia.

Se trata del hielo plástico VII, que tiene la misma estructura cristalina cúbica que el hielo VII típico, aunque es un poco más flexible. Esto se debe a que, si bien sus moléculas de agua se encuentran fijas en una red cúbica rígida como un sólido, estas giran libremente mientras mantienen su posición en la estructura.

Livia Eleonora Bove, del Centro Nacional de Investigación Científica (Francia), explica que «las fases plásticas son estados híbridos que combinan propiedades tanto de sólidos como de líquidos». Hace más de 15 años, los científicos predijeron, mediante simulaciones de dinámica molecular, que el hielo plástico VII podría formarse en condiciones extremas de temperatura y presión.

No obstante, llevar a cabo experimentos a presiones tan altas era técnicamente inviable en ese momento, por lo que no se logró obtener pruebas convincentes sobre la existencia de este estado exótico del agua durante años.

Demostrando su existencia

Como parte de un nuevo estudio, un grupo internacional de investigadores pudo producir hielo plástico VII a temperaturas de hasta 327 grados centígrados y presiones de hasta 6 gigapascales, aproximadamente 60.000 veces la presión atmosférica normal, con la ayuda de espectrómetros de neutrones de última generación.

Además, el método de dispersión de neutrones cuasielástico les permitió observar la estructura y la dinámica de las moléculas de agua dentro de esta sustancia, que se sugirió que es más compleja de lo que las simulaciones estimaron inicialmente, ya que, en lugar de girar libremente, las moléculas parecían hacerlo con movimientos bruscos, llegando a romper sus enlaces de hidrógeno para unirse con otra molécula cercana.

Más adelante, los especialistas realizaron mediciones de difracción de neutrones y rayos X para entender cómo el hielo VII se transforma en su versión plástica. «El escenario de transición continua es muy intrigante, ya que sugiere que la fase plástica podría ser la precursora de la esquiva fase superiónica, otra fase exótica híbrida del agua prevista a temperaturas y presiones aún más altas», señaló Bove.

Al comprender estas fases exóticas, se podrá obtener información acerca de la estructura interna y el flujo glacial de las lunas heladas de Júpiter, como Ganímedes y Calisto, así como de planetas helados como Urano y Neptuno, donde se teoriza que podrían dominar. Los resultados de la presente investigación fueron publicados en la revista Nature. Con RT