De hecho, se trata de un tipo de hielo totalmente nuevo (más parecido al agua líquida que cualquier otra forma de hielo) que podría encontrarse en lunas heladas de las regiones exteriores de nuestro sistema solar.
Los investigadores han descubierto un nuevo tipo de hielo en un nuevo estudio. El nuevo hielo es amorfo, es decir, no tiene una estructura ordenada (o cristalizada), como el hielo normal. Lo que es particularmente especial es que el hielo se parece más al agua líquida que cualquier otra forma de hielo conocida. El descubrimiento amplía nuestra comprensión del agua e incluso podría ayudar a explicar sus numerosas anomalías.
El agua: una sustancia enigmática
A pesar de que el agua está por todas partes en la Tierra y forma parte de nuestra vida cotidiana, sigue siendo una sustancia enigmática. “El agua es la base de la vida”, afirma el investigador Christoph Salzmann. “Nuestra existencia depende de ello y lanzamos misiones espaciales para buscarlo. Pero desde un punto de vista científico, aún se conoce poco”. Una de las razones es que el agua difiere del comportamiento físico “normal” en decenas de aspectos. Que el hielo flote, por ejemplo, es una de esas anomalías. Normalmente, un sólido es más pesado que un líquido. Pero con el agua es justo al revés. El agua tiene la mayor densidad a una temperatura de cuatro grados centígrados. Su densidad disminuye cuando se congela.
Tipo de hielo recién descubierto
No es de extrañar, pues, que los investigadores sigan estudiando el agua. Y esto ha llevado ahora al interesante descubrimiento de un nuevo tipo de hielo. En el estudio, los investigadores utilizaron un molino de bolas, agitando hielo común junto con bolas de acero a una temperatura de -200 grados Celsius.
Parte del molino de bolas que los investigadores emplearon para fabricar hielo amorfo de densidad media. Imagen: Christoph Salzmann
¿El resultado? No se trata de pequeños trozos de hielo, como podría sospecharse, sino de una forma amorfa de hielo aún desconocida. “Sacudimos el hielo como locos durante mucho tiempo”, explica el investigador Alexander Rosu-Finsen. “Nos dimos cuenta de que habíamos creado un tipo de hielo totalmente nuevo, con unas propiedades extraordinarias”.
Hielo de densidad media (MDA)
Sorprendentemente, este nuevo tipo de hielo, a diferencia de todos los demás conocidos, tiene la misma densidad que el agua líquida. “Encontramos notables similitudes entre el MDA y el agua líquida”, afirma el investigador Michael Davies.
Los investigadores han descubierto una nueva forma de hielo muy similar en estructura molecular al agua líquida (izquierda), en comparación con el hielo cristalino ordinario (derecha). Imagen: Universidad de Cambridge
Los investigadores sostienen que el hielo recién descubierto podría ser el verdadero estado vítreo del agua líquida, es decir, una réplica exacta del agua líquida en estado sólido. Los investigadores han bautizado este nuevo hielo como “hielo de densidad media” (MDA). “Hemos demostrado que es posible crear la versión stop motion del agua”, afirma el investigador Andrea Sella. “Se trata de un hallazgo inesperado y bastante sorprendente”.
Principales tipos de hielo amorfo
Actualmente, se conocen 20 formas cristalinas de hielo. Además, solo se han descubierto dos tipos principales de hielo amorfo, el hielo amorfo de alta densidad y el hielo amorfo de baja densidad. Y como los nombres sugieren, hay una gran diferencia de densidad entre ambos. “Generalmente, se asume que no existe hielo dentro de ese hueco de densidad”, explica Salzmann. “Pero nuestro estudio muestra ahora que la densidad de MDA se encuentra exactamente dentro de esta brecha de densidad. Este hallazgo podría tener implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión del agua líquida y sus numerosas anomalías.”
Lunas de hielo
El descubrimiento de la MDA plantea algunas cuestiones acuciantes. Por ejemplo, ¿podría darse también en la naturaleza? En cualquier caso, lo que sí sabemos es que el hielo amorfo (aunque poco frecuente en la Tierra) es el tipo de hielo más importante en el espacio. Esto se debe a que en el duro y frío entorno del universo, el hielo no tiene suficiente energía térmica para formar cristales. Por tanto, los investigadores teorizan que el MDA puede producirse en lunas de hielo que residen en las regiones exteriores del sistema solar. Esto se debe a que los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno pueden ejercer fuerzas de marea sobre el hielo, similares a las que los investigadores imitaron con el molino de bolas.
El MDA libera calor
Además, el MDA tiene otra propiedad notable que no se encuentra en otras formas de hielo. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que cuando el MDA recristaliza en hielo ordinario, se libera una cantidad extraordinaria de calor. Este calor liberado durante la recristalización del MDA podría desempeñar un papel en la activación de los movimientos tectónicos. En pocas palabras, podría provocar auténticos “terremotos de hielo”, por ejemplo en la capa de hielo de kilómetros de espesor de lunas como Ganímedes. En términos más generales, este descubrimiento demuestra que el agua puede ser un material geofísico de alta energía. “El hielo amorfo es probablemente la forma más común de agua en el universo”, afirma el investigador Angelos Michaelides. La cuestión ahora es cuánto de ello es MDA, y exactamente cuán geofísicamente activo es MDA.
El descubrimiento del MDA plantea muchas preguntas sobre la naturaleza del agua líquida. La investigación sobre la MDA continúa. Por ejemplo, los investigadores quieren descubrir su estructura atómica precisa, que podría ser la clave para comprender mejor el líquido más famoso del mundo. “Hay que volver a probar los modelos de agua existentes”, opina Salzmann. “Ahora hay que explicar la existencia del hielo amorfo de densidad media. Este podría ser el punto de partida para acabar explicando el agua