Este hielo amorfo de densidad media podría existir en el interior de las lunas heladas. (Foto: A. Rosu-Finsen, Christoph Salzmann)

El hielo amorfo que podría tener las respuestas sobre el Universo

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El agua es el principal ingrediente de nuestro cuerpo y esencial para la vida en la Tierra. Esta se puede presentar en estado sólido, líquido o gaseoso. Cuando está congelada puede adoptar multitud de formas: se conocen 20 fases cristalinas, donde las moléculas de H2O se disponen de forma hexagonal y se crean dos familias de hielos amorfos. 


En la Tierra casi toda el agua congelada que conocemos está en forma cristalina, pero a escala del universo se piensa que la amorfa es la más común.

En general, los hielos amorfos se dividen en grupos: los de baja densidad (0,94 gramos/cm3) y los de alta densidad (1,13 g/cm3 o más). Sin embargo, ni estos ni los cristalinos presentan una forma con una densidad media cercana a la del agua líquida (1 g/cm3), al menos hasta ahora.

Esta brecha de densidad constituye una piedra angular de nuestra comprensión actual del agua. Ahora, investigadores del University College de Londres (UCL) acaban de demostrar que se puede destruir el hielo común a casi –200 °C hasta producir un hielo amorfo de densidad media (MDA, por sus siglas en inglés) con una densidad de 1,06 g/cm3, es decir, muy próxima a la del agua líquida. El estudio lo publican en la revista Science

Según los autores, este hallazgo sugiere que el agua es más compleja a bajas temperaturas de lo que se creía, lo que tiene implicaciones no solo para entender mejor esta sustancia y sus curiosas e inexplicables anomalías (en estado sólido no se hunde, alto calor específico, buena conductividad...), sino también cómo existe y funciona el agua en el universo.

Para poder crearla, el equipo ha utilizado el método de la molienda con bolas a bajas temperaturas, un proceso que consiste en agitar enérgicamente un recipiente criogénicamente refrigerado lleno de agua congelada picada y bolas de acero. 

“En cuanto se empieza a agitar el hielo con el rodamiento de bolas, el MDA comienza a formarse, pero para obtener una buena conversión, agitamos durante aproximadamente un día. Después, la muestra se vuelve a poner en un contenedor con nitrógeno líquido a –200 °C. A esa temperatura, duraría para siempre. Solo al calentarlo se observa la transición de nuevo al hielo normal", comentó uno de los autores, Christoph Salzmann a SINC

“La densidad del MDA y del agua líquida son muy similares. La gran pregunta es si son la misma cosa”, apunta Salzmann al mismo medio y añadió que "las simulaciones por ordenador serán muy importantes en el futuro, y creo que necesitaremos microscopía electrónica de alta resolución para la parte experimental”.

“El hielo amorfo que existe en el universo es de baja densidad, se conoce desde hace 90 años y es la versión más abundante en el cosmos. Se forma cuando el agua se condensa en granos de polvo en el espacio”, explica Salzmann, “pero este otro de media densidad, el MDA, podría existir en el interior de las lunas heladas, donde actúan fuerzas de ‘cizallamiento’ similares a las de la molienda de bolas”.
 
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