Cercetătorii au creat o nouă formă de gheață cu o densitate foarte asemănătoare cu cea a apei, potrivit unui studiu publicat joi în revista Science. Agitând un borcan de gheață care conținea și bile metalice la temperaturi extrem de scăzute, echipa a creat o gheață albă sub formă de pudră cu proprietăți diferite de orice alt tip cunoscut până acum.

Noua gheață are o structură amorfă - în loc ca moleculele sale să formeze un model cristalin ordonat și îngrijit, precum gheața pe care o obține în congelator, moleculele sale sunt dezorganizate, precum cele ale apei lichide.

Din cauza omniprezenței sale pe Pământ, apa ar putea părea un fluid obișnuit. Dar are câteva proprietăți neobișnuite. De exemplu, pe măsură ce apa se răcește, densitatea sa atinge un vârf la patru grade Celsius și devine mai puțin densă pe măsură ce temperatura continuă să scadă, motiv pentru care cuburile de gheață plutesc într-un pahar cu apă. Dar acest lucru este neobișnuit - majoritatea lichidelor devin mai dense pe măsură ce se răcesc, arată Emily Conover de la Science News, citată de Smithsonian Magazine.

În condiții normale, moleculele de apă se conectează în forme hexagonale pe măsură ce îngheață. Oamenii de știință au descoperit 20 de forme cristaline de gheață formată de apă, potrivit lui Kenneth Chang de la New York Times.

The research team used a process called ball milling, vigorously shaking ordinary ice together with steel balls in a jar cooled to -200 degrees Centigrade. “We shook the ice like crazy and destroyed the crystal structure,” said lead author Dr Alexander Rosu-Finsen. 2/6 pic.twitter.com/4Dr2q9arKk

— UCL News (@uclnews) February 3, 2023

Cercetătorii nu și-au propus, însă, să creeze un nou tip de gheață. În cadrul studiului, ei au plasat gheață obișnuită și bile de oțel într-un borcan și le-au răcit la minus 200 de grade Celsius, agitând recipientul de aproximativ 20 de ori pe secundă - doar din pură curiozitate.

„A fost unul dintre acele experimente de weekend în care pur și simplu vrei să vezi ce se întâmplă", a declarat pentru Leah Crane de la New Scientist, Christoph Salzmann, chimist fizician la University College London și coautor al lucrării.

„În mod naiv, ai crede că nu se va întâmpla nimic, doar vei sparge gheața în bucăți mai mici. Dar, spre marea noastră surpriză, ceva s-a întâmplat".

O „forță de forfecare" a bilelor de metal a transformat gheața într-o pulbere albă, a spus Salzmann pentru Nature News. Echipa a aplicat pulberii raze X pentru a evalua modul în care erau aranjate moleculele sale. Pe măsură ce razele X s-au împrăștiat, cercetătorii au descoperit că gheața nu avea nicio structură organizată. O simulare pe calculator a demonstrat cum straturile de gheață care alunecă la întâmplare ar putea face ca structura să devină amorfă, conform Science News.
În circumstanțe mai neobișnuite, oamenii de știință au creat alte două forme de gheață amorfă. În anii 1930, cercetătorii au condensat vapori de apă pe o suprafață metalică răcită la minus 110 grade Celsius, formând gheață amorfă cu o densitate mai mică decât cea a apei. Comprimarea gheții obișnuite la temperaturi extrem de scăzute a creat prima gheață amorfă cu o densitate mai mare decât cea a apei în anii 1980.

Dar noua gheață este diferită: are o densitate de 1,06 grame pe centimetru cub, care este foarte asemănătoare cu cea a apei, de 1 gram pe centimetru cub, potrivit lui Stephanie Pappas de la Live Science. Cercetătorii o numesc gheață amorfă de densitate medie, sau MDA.

Aceste proprietăți îi fac pe oamenii de știință să creadă că MDA ar putea fi o fază de sticlă a apei. Sticla este creată atunci când un lichid topit se răcește foarte repede, înainte ca moleculele sale să se poată aranja în mod ordonat, potrivit lui Rahul Rao de la Inverse. Pe scări de timp lungi, sticla are proprietăți asemănătoare cu cele ale lichidului, potrivit New Scientist.

Alți cercetători nu sunt convinși că MDA este foarte asemănătoare cu forma lichidă a apei. Thomas Loerting, un chimist fizician de la Universitatea din Innsbruck, Austria, care nu a contribuit la lucrare, a declarat pentru Science News că el crede că noua gheață este în schimb „strâns legată de cristale de gheață foarte mici, distorsionate".

Vor fi necesare mai multe cercetări pentru a înțelege mai bine cât de mult seamănă această gheață cu apa lichidă. Cercetătorii cred că studierea acesteia ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine sateliții altor planete, care ar putea avea gheață amorfă pe suprafețele lor, potrivit Nature News.

„Sunt încrezător că dacă ne putem da seama ce este acest MDA, atunci vom înțelege mult mai bine apa lichidă", a declarat Salzmann pentru New Scientist.

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: