Descubren una nueva forma de hielo que podría estar ligada a exoplanetas habitables lejos del sistema solar

El comportamiento del hielo se ha estudiado bastante en el seno de la ciencia, pero no había sido hasta ahora que una de las fases de su formación se ha descubierto. El hallazgo ha sido realizado por investigadores del Laboratorio de Condiciones Extremas de Nevada de la UNVL y redefine las propiedades del agua a altas presiones.

Como cualquier material, el hielo puede formar diversos materiales sólidos según las condiciones variables de temperatura y presión. Por ejemplo, en torno a estas variables el carbono puede convertirse en grafito o en diamantes. El agua es realmente excepcional, puesto que se conocen 20 variantes sólidas de hielo. 

El nuevo método es totalmente pionero en su campo, tal y como explican desdePhys.org. Primero exprimieron agua entre las puntas de 2 diamantes opuestos y lo congelaron en varios cristales de hielo, posteriormente sometido a una técnica de calentamiento por láser que lo derritió temporalmente. 

Después, se volvió a formar rápidamente una colección de pequeños cristales en forma de polvo.

Aplicar un poco de fuerza a los diamantes permitió a los científicos recrear en el hielo presiones tan altas como las que se encuentran en el centro de la Tierra.

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El principal descubrimiento es el que atañe al cambio de fase: al aumentar gradualmente la presión y dispararla periódicamente con el rayo láser, el equipo observó que el hielo de agua realizaba la transición de una fase cúbica conocida, Ice-VII, a la fase intermedia y tetragonal recién descubierta, Ice-VIIt, antes de instalándose en otra fase conocida, Ice-X.

Otra de las conclusiones es que cuando el agua se endurece —la transición a la mencionada fase Ice-X—, se lleva a cabo a una presión mucho más baja de lo que se pensaba hasta la fecha y un tema muy debatido durante décadas. En concreto, se produjo a presiones casi 3 veces más bajas, a 300.000 atmósferas en lugar de 1 millón. 

"Se ha demostrado que esta transformación a un estado iónico ocurre a presiones mucho, mucho más bajas de lo que se creía antes", dice el físico de la UNLV, Ashkan Salamat. "Es la pieza que falta, y las mediciones más precisas jamás realizadas en el agua en estas condiciones".

¿A qué ámbitos se puede aplicar el descubrimiento sobre esta nueva modalidad de hielo? Es probable que sea común en el interior del manto terrestre, también en grandes satélites y planetas ricos en agua lejos del sistema polar. Con este dato será posible comprender mejor cómo se comporta el agua a alta presión dentro de los planetas lejanos.

El descubrimiento también afina el conocimiento sobre la composición de los exoplanetas: la fase de hielo Ice-VIIt podría existir en abundancia en la corteza y el manto superior de los planetas ricos en agua, lo que apunta a que podrían ser aptos para la vida. 

La investigación ha sido publicada en la revista Physical Review B.