O gelo que desafia tudo o que você imagina

Confesso: eu achava gelo um assunto chato. Água congelada? Que inovador. Mas me deparei com algumas pesquisas recentes e — caramba — tudo que eu achava que sabia estava errado. Não existe apenas um tipo de gelo. Existem dezenas. E agora, cientistas descobriram um tão extremo que desafia a imaginação.

Conheça o gelo de empacotamento hexagonal compacto, ou simplesmente gelo hcp.

Sério, existem tipos diferentes de gelo?

Aqui vai o que ninguém conta na escola: quando cientistas falam sobre gelo, geralmente pensam no bom e velho "Gelo I" — os cristais hexagonais que formam os cubos no seu drink. Mas sob diferentes condições de temperatura e pressão, a água pode se organizar em estruturas cristalinas completamente diferentes.

Até agora, catalogaram-se águas glaciares do Gelo I até o Gelo XXII, cada um formando-se em condições cada vez mais absurdas. Estamos falando de pressões milhões de vezes maiores que a atmosférica e temperaturas que fariam seu forno ter inveja.

O novato da vez? O gelo hcp, que pode se tornar oficialmente o Gelo XXIII se a comunidade científica aprovar. E talvez seja o mais fascinante de todos.

O que esse gelo tem de especial?

Imagine um bloco de gelo na sua mente. Conseguiu? Agora esqueça essa imagem, porque gelo hcp não tem nada a ver com o que você imaginou.

Isso é o chamado superiônico, e honestamente é uma das substâncias mais maluquinhas que já li. Funciona assim: no gelo superiônico, os átomos de oxigênio se trancam numa estrutura cristalina rígida — como as barras de uma gaiola. Mas os átomos de hidrogênio? Eles circulam livremente dentro dessa gaiola, que nem crianças hiperativas numa festa de aniversário.

Aí é que fica interessante: esses hidrogênios errantes carregam carga elétrica. Isso significa que o gelo superiônico não é apenas uma curiosidade exótica — é um condutor, como um fio que conduz eletricidade.

Os cientistas teorizavam sua existência há décadas antes de finalmente criá-lo em laboratório em 2019. Aquela primeira versão, agora chamada Gelo XVIII, tem oxigênio organizado num padrão chamado cúbico de face centrada. Pense em organizar laranjas num mercado — bonito e organizado.

Mas o novo gelo hcp descoberto pela equipe de Forestier? É uma organização hexagonal, diferente. E aparece quando você empurra as condições ainda mais longe, aumentando a pressão para quase 2 milhões de vezes a pressão atmosférica ao nível do mar e aquecendo a temperaturas em torno de 2.630 Kelvin (cerca de 4.280 graus Fahrenheit — quente o suficiente para derreter muitos tipos de aço).

Como diabos encontraram isso?

Eu adoro imaginar a configuração desse experimento. A equipe da Comissão de Energia Atômica e Energias Alternativas da França prendeu amostras minúsculas de água entre duas pontas de diamante — como espremer uma gota entre dois dos materiais mais duros da Terra.

Usaram camadas de diamante que absorvem laser e analisaram as amostras com raios X poderosos num laboratório em Grenoble, na França. Aí simplesmente... aumentaram o calor e a pressão. E observaram.

Em pressões mais baixas, viram o esperado gelo superiônico cúbico se formando. Mas quando apertaram mais — estamos falando de pressões acima de 200 gigapascais — a estrutura hcp começou a dominar. No fim do experimento, o gelo hcp estava completamente no comando, com aqueles picos do gelo cúbico quase desaparecendo.

É como assistir uma transformação científica em tempo real, e honestamente? Parece um dos experimentos mais legais possíveis.

Por que você deveria se importar com um tipo fancy de gelo?

Aqui é onde fica realmente empolgante (pelo menos para os fascinados por astronomia como eu): essa descoberta pode ajudar a explicar coisas misteriosas do sistema solar externo.

Urano e Netuno são chamados de "gigantes de gelo", mas não imagine planetas congelados. Lá no fundo desses mundos, água, amônia e metano existem como fluidos incrivelmente quentes e densos — o que astrônomos chamam casualmente de "gelos" porque se comportam de forma semelhante sob condições extremas.

Quando a Voyager 2 passou por esses planetas décadas atrás, mediu algo estranho: seus campos magnéticos estão completamente desregulados. O campo magnético da Terra é bem alinhado com o eixo de rotação do planeta. Mas Urano e Netuno? Seus campos magnéticos estão inclinados em ângulos absurdos e são assimétricos de um jeito que não combina com o que esperaríamos de seus interiores.

Cientistas há muito suspeitam que uma fina camada de fluido condutor de eletricidade em algum lugar desses planetas gera esses campos esquisitos. E o gelo superiônico? Parece ser o principal suspeito do que envolve essa camada.

A nova descoberta do gelo hcp é especialmente intrigante porque parece se formar em condições ainda mais profundas e extremas que o gelo cúbico. Isso significa que bem no fundo desses gigantes de gelo, o hcp pode ser a forma dominante — o que poderia mudar completamente como os cientistas modelam os interiores desses mundos distantes.

Como dizem os próprios pesquisadores, essa descoberta "pode ter implicações importantes para a estratificação e dinâmica de seus mantos superiônicos."

O universo não para de ficar mais estranho

Não sei você, mas eu acho alguma coisa profundamente satisfatória em descobertas assim. Não estamos mais apenas catalogando o universo — estamos entendendo suas nuances, suas camadas, suas complexidades escondidas.

Algumas décadas atrás, nem sabíamos que gelo superiônico existia. Agora estamos descobrindo que existem variedades diferentes dele, e que essas variedades podem moldar o comportamento de planetas inteiros a bilhões de quilômetros de distância.

Cada vez que leio sobre descobertas como o gelo hcp, lembro que o universo não é apenas mais estranho do que imaginamos — provavelmente é mais estranho do que conseguimos imaginar. E isso é bem maravilhoso, não é?

Da próxima vez que se servir de um copo de água com o bom e velho Gelo I,Reserve um momento para apreciar que em algum lugar por aí, a água pode existir em formas que fariam seu freezer parecer um deserto.