Gli scienziati hanno scoperto una nuova forma di ghiaccio, che ha una strana somiglianza con l’acqua liquida. Questo ulteriore passo in avanti per la conoscenza umana potrebbe riscrivere la nostra comprensione dell’acqua e i suoi numerosi misteri.
Ma andiamo per ordine.
Il ghiaccio appena scoperto è amorfo, cioè le sue molecole sono in una forma disorganizzata, non ordinata in modo ordinato 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.
Scoperta una nuova forma di ghiaccio: il lavoro del team di ricerca
Per lo studio, pubblicato sulla rivista Science, il team di ricerca ha utilizzato un processo chiamato macinazione a sfere, agitando vigorosamente ghiaccio ordinario insieme a sfere d’acciaio in un barattolo raffreddato a -200 gradi centigradi. Hanno scoperto che, invece di finire con piccoli pezzi di ghiaccio ordinario, il processo ha prodotto una nuova forma amorfa di ghiaccio che, a differenza di tutti gli altri ghiacci conosciuti, aveva la stessa densità dell’acqua liquida e il cui stato assomigliava all’acqua in forma solida. Hanno chiamato il nuovo ghiaccio amorfo a media densità (MDA).
Dove è possibile trovare l’MDA?
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 significa che poteva innescare moti tettonici e “terremoti” nella copertura di ghiaccio spessa chilometri su lune come Ganimede di Giove.
Salzmann: “L’acqua è il fondamento di tutta la vita”
L’autore senior, il professor Christoph Salzmann (UCL Chemistry), ha spiegato tramite alcune dichiarazioni riportate da Scitechdaily.com: “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. Sappiamo di 20 forme cristalline di ghiaccio, ma in precedenza sono stati scoperti solo due tipi principali di ghiaccio amorfo, noti come ghiacci amorfi ad alta e bassa densità”.
Ha proseguito: “C’è un enorme divario di densità tra loro e la tesi accettata è che non esiste ghiaccio all’interno di quel divario di densità. Il nostro studio mostra che la densità di MDA è esattamente all’interno di questo divario di densità e questa scoperta potrebbe avere conseguenze di vasta portata per la nostra comprensione dell’acqua liquida e delle sue numerose anomalie”.
Le ipotesi degli scienziati
Il divario di densità tra i ghiacci amorfi conosciuti ha portato gli scienziati a suggerire che l’acqua esista effettivamente come due liquidi a temperature molto fredde e che teoricamente, a una certa temperatura, entrambi questi liquidi potrebbero coesistere, con un tipo che galleggia sopra l’altro, come quando si mescolano olio e acqua. Questa ipotesi è stata dimostrata in una simulazione al computer, ma non confermata dall’esperimento. I ricercatori affermano che il loro nuovo studio potrebbe sollevare interrogativi sulla validità di questa idea.
C’è ancora molto da scoprire sull’acqua
Il professor Salzmann ha affermato che i modelli esistenti di acqua dovrebbero essere testati nuovamente, affinché si possa spiegare l’esistenza del ghiaccio amorfo di media densità. Questo potrebbe essere il punto di partenza per poter comprendere finalmente il perché l’acqua sia liquida.
I ricercatori hanno proposto che il ghiaccio appena scoperto possa essere il vero stato vetroso dell’acqua liquida, cioè una replica precisa dell’acqua liquida in forma solida, nello stesso modo in cui il vetro nelle finestre è la forma solida del biossido di silicio liquido. Tuttavia, un’altra ipotesi è che MDA non sia affatto vetroso, ma che il suo sia uno stato cristallino fortemente tagliato.
