Scoperta nuova e bizzarra forma di ghiaccio che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’acqua

Un gruppo di ricercatori ha scoperto una tipologia di ghiaccio amorfo, totalmente differente rispetto ad altri tipi di ghiaccio. Questa scoperta potrebbe riscrivere la nostra conoscenza rispetto all’acqua

©Christoph G. Salzmann

I ricercatori dell’University College di Londra e dell’Università di Cambridge hanno scoperto un nuovo tipo di ghiaccio che assomiglia più da vicino all’acqua, rispetto a qualsiasi altro ghiaccio conosciuto e che potrebbe riscrivere la nostra comprensione dell’acqua e delle sue numerose anomalie.

Il ghiaccio appena scoperto è di tipo amorfo, cioè le sue molecole sono in una forma disorganizzata, non ordinata come nel normale ghiaccio cristallino.

Il ghiaccio amorfo, sebbene raro sulla Terra, è il principale tipo di ghiaccio trovato nello spazio. Questo perché, nell’ambiente più freddo dello spazio, il ghiaccio non ha abbastanza energia termica per formare cristalli.

Per lo studio, pubblicato sulla rivista Science, il team di ricerca ha utilizzato un processo chiamato macinazione a sfere, ossia agitando vigorosamente ghiaccio ordinario insieme a sfere d’acciaio in un barattolo raffreddato a -200 gradi centigradi hanno scoperto che, invece di finire in piccoli pezzi di ghiaccio ordinario, il processo ha prodotto una nuova forma amorfa di ghiaccio che, a differenza di tutti gli altri, aveva la stessa densità dell’acqua. Questo è il nuovo ghiaccio amorfo a media densità (MDA).

Lo studio

Il team ha suggerito che l’MDA (che sembra una fine polvere bianca) possa esistere all’interno delle lune di ghiaccio del sistema solare esterno, poiché le forze di marea di giganti gassosi, come Giove e Saturno, possono esercitare forze di taglio simili sul ghiaccio ordinario come quelle create dalla macinazione delle sfere.

Inoltre, il team ha scoperto che quando l’MDA veniva riscaldato e ricristallizzato, rilasciava una straordinaria quantità di calore, il che significava che potrebbe innescare moti tettonici e terremoti nella copertura di ghiaccio spessa chilometri su lune come Ganimede di Giove.

L’autore senior, il professor Christoph Salzmann (UCL Chemistry), ha dichiarato:

L’acqua è il fondamento di tutta la vita. La nostra esistenza dipende da questo, lanciamo missioni spaziali per cercarlo, ma da un punto di vista scientifico è poco conosciuto. I modelli esistenti di acqua dovrebbero essere testati nuovamente. Devono essere in grado di spiegare l’esistenza del ghiaccio amorfo di media densità. Questo potrebbe essere il punto di partenza per spiegare finalmente l’acqua liquida.

L’autore principale, il dottor Alexander Rosu-Finsen, ha dichiarato:

Abbiamo scosso il ghiaccio per molto tempo e distrutto la struttura cristallina. Piuttosto che finire in pezzi di ghiaccio più piccoli, ci siamo resi conto di aver creato un tipo di cosa completamente nuova, con alcune proprietà notevoli.

Il ghiaccio amorfo è stato scoperto per la prima volta nella sua forma a bassa densità negli anni ’30, quando gli scienziati hanno condensato il vapore acqueo su una superficie metallica raffreddata a -110 gradi centigradi.

Il suo stato di alta densità è stato scoperto negli anni ’80, quando il ghiaccio ordinario è stato compresso a quasi -200 gradi centigradi. Sebbene comune nello spazio, sulla Terra si pensa che il ghiaccio amorfo si trovi solo nelle fredde parti superiori dell’atmosfera.

Inoltre, i ricercatori hanno usato la calorimetria per studiare il calore rilasciato quando il ghiaccio di media densità si ricristallizzava a temperature più calde. Hanno scoperto che questo ha rilasciato una quantità sorprendentemente grande di energia mentre si ricristallizzava, dimostrando che l’acqua può essere un materiale geofisico ad alta energia che può guidare i movimenti tettonici nelle lune di ghiaccio del sistema solare.

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Fonte: Science