Gheața nu e doar... gheață. Oamenii de știință tocmai au descoperit ceva incredibil

Să fiu sincer: până nu demult, credeam că gheața e, ei bine, gheață. Apă înghețată. Nimic spectaculos. Dar am dat peste niște cercetări care m-au făcut să-mi reconsider complet părerea. Nu există un singur tip de gheață. Există zeci. Și acum, oamenii de știință au descoperit încă unul atât de extrem încât sfidează imaginația.

Permiteți-mi să vă prezint gheața cu ambalare compactă hexagonală — pe scurt, gheața hcp.

Serios? Mai multe tipuri de gheață?

Ceea ce nu înveți la școală: când oamenii de știință vorbesc despre gheață, se gândesc de obicei la vechea și buna „Gheață I" — cristalele hexagonale din cuburile tale de gheață. Dar în funcție de temperatură și presiune, apa poate forma structuri cristaline complet diferite.

Până acum, cercetătorii au catalogat gheața de la Gheața I până la Gheața XXII, fiecare formându-se în condiții din ce în ce mai bizare. Vorbim de presiuni de milioane de ori mai mari decât ce simți la plajă și temperaturi care ar face cuptorul tău să pălească.

Noutatea? Gheața hcp, care ar putea deveni oficial Gheața XXIII dacă comunitatea științifică aprobă. Și sincer, aceasta ar putea fi cea mai fascinantă dintre toate.

Ce o face atât de specială?

Imaginează-ți un bloc de gheață. Acum uită ce ai văzut, pentru că gheața hcp nu seamănă cu nimic din ce-ai putea crede.

Aceasta se numește gheață superionică și este, probabil, una dintre cele mai ciudate substanțe despre care am citit vreodată. Cum funcționează? În gheața superionică, atomii de oxigen se blochează într-o structură cristalină rigidă — cam ca barele unei cuști. Dar atomii de hidrogen? Aceștia se mișcă liber prin acea cușcă, ca niște copii energici la o petrecere.

Partea cu adevărat interesantă: atomii de hidrogen care wanderază poartă sarcină electrică. Asta înseamnă că gheața superionică nu e doar o curiozitate exotică — este un conductor, ca un fir care transportă electricitate.

Oamenii de știință bănuiseră că gheața superionică există de decenii întregi înainte de a o crea într-un laborator, în 2019. Acea primă versiune, acum numită Gheața XVIII, are oxigenul aranjat într-un model cubic cu fețe centrate (cfc). Gândește-te la asta ca la aranjarea portocalelor la supermarket — ordonată, organizată.

Dar noua gheață hcp descoperită de echipa lui Forestier? Are o aranjare hexagonală, diferită. Și apare când împingi condițiile și mai departe — presiune de aproape 2 milioane de ori presiunea atmosferică terestră și temperaturi de aproximativ 2.630 Kelvin (circa 4.280 grade Fahrenheit — suficient de fierbinte pentru a topi multe tipuri de oțel).

Cum au descoperit-o?

Îmi place să-mi imaginez cum a decurs experimentul. Echipa de la Comisia pentru Energie Atomică și Energii Alternative din Franța (CEA) a prins mostre minuscule de apă între două vârfuri de diamant — ca și cum ai strânge o picătură între cele mai dure materiale de pe Pământ.

Au folosit straturi de diamant care absorb laserul și au analizat mostrele cu ajutorul fasciculelor de raze X la o instalație din Grenoble, Franța. Apoi au... crescut temperatura și presiunea. Și au observat.

La presiuni mai mici, au văzut formându-se gheața superionică cfc așteptată. Dar pe măsură ce au împins mai departe — vorbim de presiuni de peste 200 gigapascali — structura hcp a început să domine. Când experimentul s-a încheiat, gheața hcp era complet dominantă, cu acele vârfuri cfc aproape dispărute.

E ca și cum ai privi o transformare științifică în timp real. Sună ca unul dintre cele mai tari experimente imaginabile.

De ce ar trebui să ne intereseze o fancy tip de gheață?

Aici devine cu adevărat interesant — cel puțin pentru pasionații de spațiu precum mine: această descoperire ar putea explica lucruri misterioase despre sistemul nostru solar exterior.

Uranus și Neptun sunt numite „giganții de gheață", dar nu le imagina ca planete înghețate. În adâncul acestor lumi, apa, amoniacul și metanul există ca fluide incredibil de fierbinți și dense — ceea ce astronomii numesc lejer „gheață" pentru că se comportă similar în condiții extreme.

Când Voyager 2 a trecut pe lângă aceste planete acum decenii, a măsurat ceva ciudat: câmpurile lor magnetice sunt complet nealiniate. Câmpul magnetic al Pământului este destul de bine aliniat cu axa de rotație. Dar Uranus și Neptun? Câmpurile lor magnetice sunt înclinate la unghiuri ciudate și asimetrice în moduri care nu se potrivesc cu ce am ști despre interiorul lor.

Oamenii de știință bănuiau de mult că un strat subțire de fluid conductor electric undeva în aceste planete generează aceste câmpuri ciudate. Și gheața superionică? Aceasta pare să fie suspectul principal pentru ceea ce înconjoară acel strat.

Noua descoperire a gheaței hcp este cu atât mai interesantă pentru că pare să se formeze în condiții și mai extreme, mai adânci decât gheața cfc. Asta înseamnă că în adâncul acestor giganți de gheață, gheața hcp ar putea fi forma dominantă — ceea ce ar putea schimba complet modul în care oamenii de știință modelează interiorul acestor lumi îndepărtate.

După cum au declarat chiar cercetătorii, această descoperire „ar putea avea implicații importante pentru stratificarea și dinamica mantalelor lor superionice."

Universul devine din ce în ce mai ciudat

Nu știu cum ești tu, dar eu găsesc ceva profund satisfăcător în descoperiri ca aceasta. Nu mai catalogăm doar universul — îi înțelegem nuanțele, straturile, complexitățile ascunse.

Acum câteva decenii, nici nu știam că gheața superionică există. Acum descoperim că există diferite varietăți ale ei, și că aceste varietăți ar putea influența comportamentul unor planete întregi aflate la miliarde de kilometri distanță.

De fiecare dată când citesc despre descoperiri precum gheața hcp, îmi amintesc că universul nu e doar mai ciudat decât ne imaginăm — e probabil mai ciudat decât putem imagina. Și asta e destul de minunat, nu-i așa?

Data viitoare când îți torni un pahar cu apă și gheață I obișnuită, ia-ți un moment să apreciezi că undeva, acolo afară, apa ar putea exista în forme care ar face congelatorul tău să pară o deșert.

Sursă: https://www.popularmechanics.com/science/a73780491/new-ice-neptune