|
por Redacción CODIGO OCULTO
05 Febrero
2023
del Sitio Web
CodigoOculto
© Imagen: 8moments
Christoph Salzmann
Un equipo de científicos han descubierto una forma de hielo
desconocida hasta ahora, más parecida al agua líquida que ninguna
otra.
Se trata de hielo
amorfo, una forma que no se encuentra en la naturaleza
terrestre.
Ello se debe a que sus
átomos no están dispuestos en un patrón cristalino ordenado y
repetitivo, sino mezclados entre sí, como en un
omnishambles atómico (una
situación de desorden total).
Pero el hielo amorfo resultante de los experimentos del equipo, un
proceso denominado molienda de bolas, no se parece a ningún otro
hielo amorfo jamás visto.
El hielo amorfo (amorphous
ice) suele ser de baja densidad, en torno a 0.94 gramos
por centímetro cúbico, o de alta densidad, a partir de 1.13 gramos
por centímetro cúbico.
El nuevo hielo tiene una
densidad de 1.06 gramos por centímetro cúbico, una cifra
increíblemente cercana a la densidad del agua, de 1 gramo por
centímetro cúbico.
Hielo amorfo
de densidad media
Los investigadores, dirigidos por el químico
Alexander Rosu-Finsen, del University College London
(Reino Unido), han bautizado la nueva forma como,
medium-density
amorphous ice (MDA)
o hielo amorfo de densidad media...
Christoph Salzmann, del
University College London, dijo en
un comunicado:
"El agua es la base
de toda la vida. Nuestra existencia depende de ella, lanzamos
misiones espaciales en su busca y, sin embargo, desde un punto
de vista científico no se conoce bien.
"Conocemos 20 formas cristalinas de hielo, pero sólo se han
descubierto hasta ahora dos tipos principales de hielo amorfo,
conocidos como hielos amorfos de alta y baja densidad.
Existe una enorme
diferencia de densidad entre ambos y la creencia generalizada ha
sido que no existe hielo dentro de ese intervalo de densidad.
Nuestro estudio demuestra que la densidad del MDA se encuentra
precisamente dentro de esa brecha de densidad y este hallazgo
puede tener consecuencias de gran alcance para nuestra
comprensión del agua líquida y sus muchas anomalías".
El agua, sin andarse con rodeos, es
simplemente extraña.
Como es tan ubicua y
necesaria para nuestra supervivencia, no solemos pensar mucho en
ella, pero no sigue las mismas reglas que otros líquidos.
Es un disolvente
universal, es decir, muchas otras sustancias se disuelven
fácilmente en él.
Su tensión
superficial es inusualmente alta en comparación con otros
líquidos, al igual que su punto de ebullición.
Y su densidad en condiciones de enfriamiento es quizá lo más
extraño de todo:
cuando la mayoría
de los líquidos se congelan, su densidad aumenta.
El agua hace lo
contrario:
se vuelve
menos densa, lo que significa que el hielo de agua es
generalmente menos denso que el agua.
Por eso los
cubitos de hielo flotan en la bebida.
Una forma
diferente de hielo
Pero no todo el hielo se crea igual.
Aquí en la Tierra, el
hielo adopta naturalmente una forma cristalina, con sus átomos
dispuestos en un patrón hexagonal que se repite. Por eso los copos
de nieve tienden a ser hexagonales.
Sin embargo, en el casi
vacío del espacio, el hielo suele ser amorfo, porque
los átomos no retienen suficiente energía térmica para moverse y
formar una estructura cristalina.
La brecha de densidad en el hielo amorfo era bastante fundamental
para nuestra comprensión del agua.
De hecho, investigaciones
y simulaciones anteriores descubrieron que la división podría
significar que el agua existe como dos líquidos separados a
temperaturas muy frías, incluso coexistiendo como el aceite y el
agua, en lugar de mezclarse si las condiciones fueran las adecuadas.
Sabemos que el agua ha
hecho cosas más raras.
Parte del aparato experimental
utilizado para triturar el hielo.
Crédito: Christoph Salzmann
Pero entonces Rosu-Finsen y sus colegas echaron mano de unas bolas
de acero.
La molienda de bolas es
una técnica industrial utilizada para moler o mezclar materiales.
Los investigadores utilizaron nitrógeno líquido para enfriar un
frasco de molienda a -200 grados Celsius (-328 grados Fahrenheit),
añadieron hielo de agua normal y agitaron las cosas.
Rosu-Finsen agrega:
"Agitamos el hielo
como locos durante mucho tiempo y destruimos la estructura
cristalina.
En lugar de acabar
con trozos de hielo más pequeños, nos dimos cuenta de que
habíamos dado con un tipo de cosa totalmente nueva, con algunas
propiedades notables".
No se forma en
la naturaleza
Aún no está muy claro qué significan estas propiedades.
El MDA podría ser un
estado "vítreo" del agua líquida, sugieren los investigadores.
Aunque el hielo amorfo no
se forma en la naturaleza, existen otros sólidos amorfos; el vidrio
es uno de ellos, y no es más que una forma sólida de dióxido de
silicio líquido.
Pero el MDA también
podría ser simplemente hielo cristalino fuertemente cizallado.
Esto sugiere que nuestros modelos actuales del agua deben ser
reexaminados para averiguar dónde encaja el MDA en el cuadro. Pero
ya resulta prometedor para explicar algunas de las formas en que se
comporta el hielo de agua en el Universo.
Los investigadores experimentaron para ver qué ocurre cuando el MDA
recristaliza, comprimiéndose y calentándose.
Descubrieron que este
proceso libera una sorprendente cantidad de energía,
lo que sugiere que el MDA podría desempeñar un papel en la actividad
tectónica de mundos con incrustaciones de hielo, como la luna
joviana
Ganímedes.
Y el descubrimiento también muestra potencial para futuros
experimentos y sondeos de las peculiares propiedades del agua.
Andrea Sella, del University
College London, dijo en
un comunicado:
"Hemos demostrado que
es posible crear lo que parece un tipo de agua en stop-motion.
Es un hallazgo inesperado y bastante sorprendente".
Los hallazgos de la
investigación (Medium-density
Amorphous Ice) han sido publicados en la revista
Science.
|
