Los físicos descubren un nuevo y exótico tipo de hielo que probablemente existe en las profundidades del manto de la Tierra o incluso en planetas extraterrestres ricos en agua.

El hielo es la fase sólida familiar del agua, pero contiene mucho más de lo que parece. El tipo de hielo que encontramos en la superficie del planeta, desde su patio trasero de invierno hasta los casquetes polares gigantes y los glaciares de la Antártida, es el mismo y tiene una estructura de cristal hexagonal. Pero hay otros 18 tipos de arreglos moleculares conocidos para el hielo, incluso si es solo agua. De hecho, un estudio ha sugerido que puede haber hasta 300 formas diferentes de hielo, la mayoría de las cuales aún no se han descubierto.

Investigadores de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV) agregaron uno nuevo a la lista esta semana. Como la mayoría de los otros tipos de hielo que no se encuentran naturalmente en la superficie del planeta, el nuevo tipo de hielo se forma a una presión increíblemente alta, comparable a la que experimenta la materia en las profundidades de las entrañas de la Tierra. Los científicos creen que este nuevo tipo de hielo, conocido como Ice-VIIt (la variedad normal que se encuentra en su congelador se llama Ice I), podría encontrarse en las profundidades del manto de la Tierra o incluso en planetas de aguas distantes.

En 2017, los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos han observado que el agua se transforma en Ice-VII (Ice Seven), una fase cúbica, por primera vez. Fue un gran avance científico e implicó el uso de una serie de láseres para exprimir el agua a una presión superior a 30.000 veces la de la atmósfera terrestre al nivel del mar.

En el Laboratorio de Condiciones Extremas de Nevada de la UNLV, los físicos utilizaron dos celdas de yunque de diamante para exprimir agua entre sus puntas y recrear presiones tan altas como las que se encuentran en el centro de la Tierra. Los cristales de hielo se sometieron a láseres que los derritieron temporalmente antes de congelarse rápidamente en una colección de pequeños cristales similares a polvo.

Después de una serie de aumentos graduales en la presión y explosiones periódicas con el rayo láser, el hielo de agua se transformó en Ice-VII, luego en el Ice-VIIt intermedio recién descubierto, antes de asentarse en Ice-X.

En el proceso, los físicos no solo descubrieron una nueva forma de hielo, sino que también aprendieron que la transición a Ice-X puede ocurrir a presiones mucho más bajas de lo que se pensaba anteriormente. Las moléculas de agua hicieron la transición a Ice-VIIt a alrededor de 5,1 gigapascales, o 51 000 de presión atmosférica, mientras que la transición a Ice-X se produjo a alrededor de 30,9 gigapascales. Más de 300.000 atmósferas es impío, pero eso es casi tres veces menos que el millón de atmósferas que se creía necesario para hacer Ice-X, la forma más extrema de hielo. Dado que Ice-X también se considera estable a temperaturas muy altas (hasta 2500 K hasta ahora), podría formar una parte importante del interior de los planetas gigantes de gas helado, como nuestro propio Urano y Neptuno. .

«Esta transformación en un estado iónico ocurre a presiones mucho, mucho más bajas de lo que nunca antes se había imaginado», dijo el físico de la UNLV. Ashkan Salamat señalado. «Es la pieza que falta y las mediciones más precisas jamás realizadas en el agua en estas condiciones».

Salamat agregó que la fase de hielo Ice-VIIt podría existir abundantemente en la corteza y el manto superior de los planetas ricos en agua esperados fuera de nuestro sistema solar, lo que significa que podrían tener condiciones habitables para la vida.

Los resultados se publican en la revista Exploración física B.