Gélida innovación: científicos crean nueva forma de hielo
3 de febrero de 2023
Utilizando un dispositivo semejante a un superagitador de cócteles, científicos han creado una forma de hielo desconocida hasta ahora, que podría existir en las lunas heladas de nuestro sistema solar, y arroja luz sobre el comportamiento del agua en condiciones extremas.
En el hielo cristalino normal las moléculas se disponen siguiendo un patrón regular, pero el nuevo es de tipo amorfo, donde las moléculas se encuentran de una forma desorganizada que se asemeja a un líquido.
Un equipo de University College de Londres (UCL) y la Universidad de Cambridge creó ese nuevo tipo de hielo amorfo al que llamaron de densidad media (MDA) y logró un modelo a escala atómica con una simulación por ordenador, según publica Science.
El proceso de creación
El hielo amorfo, aunque poco frecuente en la Tierra, es el principal tipo que se encuentra en el espacio, debido a que en ese ambiente más frío no tiene suficiente energía térmica para formar cristales.
Para lograr el MDA, el equipo usó un proceso de fresado del hielo por medio de bolas de acero en un recipiente enfriado a unos -200 grados centígrados.
En lugar de obtener pequeños trozos de hielo ordinario, el proceso dio lugar a una nueva forma amorfa, el MDA, que parece un fino polvo blanco y que, a diferencia de los demás hielos conocidos, tiene la misma densidad que el agua líquida y su estado se asemejaba al del agua en estado sólido.
Cuando el MDA se calienta y vuelva a cristalizar liberaba una extraordinaria cantidad de calor, lo que significa que podría desencadenar movimientos tectónicos y "terremotos de hielo" en la capa de hielo de kilómetros de espesor de lunas como Ganímedes.
Una réplica del agua en estado sólido
Los investigadores propusieron que el MDA podría ser el verdadero estado vítreo del agua líquida, es decir, una réplica exacta en estado sólido, del mismo modo que el vidrio de las ventanas es la forma sólida del dióxido de silicio líquido.
La existencia del MDA "puede tener consecuencias de gran alcance para nuestra comprensión del agua líquida y sus numerosas anomalías", según el coordinador del estudio, Christoph Salzmann, de la UCL.
El agua presenta anomalías que han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo, por ejemplo que sea más densa a cuatro grados y que se vuelva menos densa al congelarse.
Además, cuanto más se aprieta el agua líquida, más fácil resulta comprimirla, lo que se aparta de los principios que rigen para la mayoría de las demás sustancias.
Hasta ahora se conocían dos tipos principales de hielo amorfo, el de alta y el de baja densidad y la creencia aceptada era que entre ambos no existía otro tipo. La diferencia de densidad entre los hielos amorfos conocidos ha llevado a sugerir que el agua existe como dos líquidos a temperaturas muy frías y que, teóricamente, a cierta temperatura, ambos podrían coexistir.
Sin embargo, el descubrimiento del MDA puede plantear dudas de la validez de esa teoría sobre el agua, según el equipo.
El equipo sugiere que el MDA podría existir en el interior de lunas de hielo del Sistema Solar exterior, ya que las fuerzas de marea de gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno podrían ejercer sobre el hielo ordinario fuerzas similares a las creadas por las bolas de acero.
EE (Reuters, EFE, Science)