I fisici trovano un nuovo tipo di strano ghiaccio che si trova probabilmente nelle profondità del mantello terrestre o persino in pianeti alieni ricchi di acqua

Il ghiaccio è la familiare fase solida dell’acqua, ma c’è molto di più di quanto sembri. Il tipo di ghiaccio che troviamo sulla superficie del pianeta, dal tuo giardino invernale alle gigantesche calotte glaciali e ghiacciai antartici, sono tutti uguali e hanno una struttura cristallina esagonale. Ma ci sono altri 18 tipi conosciuti di disposizioni molecolari del ghiaccio, sebbene siano tutti acquosi. In effetti, uno studio ha suggerito che devono esserci fino a 300 diverse forme di ghiaccio, la maggior parte delle quali è ancora in attesa di essere scoperta.

I fisici dell’UNLV hanno utilizzato una tecnica di riscaldamento laser in una cella a incudine di diamante (nella foto sopra) come parte della loro scoperta di una nuova forma di ghiaccio. Credito: Chris Higgins.

Uno nuovo è stato aggiunto all’elenco questa settimana dai ricercatori dell’Università del Nevada Las Vegas (UNLV). Come la maggior parte degli altri tipi di ghiaccio che non esistono naturalmente sulla superficie del pianeta, il nuovo tipo di ghiaccio si forma a pressioni incredibilmente elevate, rispetto al tipo sperimentato dalla materia nelle viscere della Terra. Gli scienziati ritengono che questo nuovo tipo di ghiaccio, noto come Ice-VIIt (il tipo normale che si trova nel congelatore è chiamato Ice I), possa essere trovato nelle profondità del mantello terrestre o anche su pianeti acquosi lontani.

nel 2017Gli scienziati del Los Alamos National Laboratory hanno osservato che l’acqua si trasforma per la prima volta in Ice-VII (Ice Seven), una fase cubica. È stato un enorme passo avanti nella scienza e ha comportato l’uso di una serie di laser per comprimere l’acqua a una pressione superiore a 30.000 volte la pressione dell’atmosfera terrestre al livello del mare.

Al Nevada Extreme Condition Laboratory dell’UNLV, i fisici hanno utilizzato due celle di diamante a incudine per comprimere l’acqua tra i loro bordi e ricreare pressioni alte quanto quelle al centro della Terra. I cristalli di ghiaccio sono stati esposti a laser che li hanno scongelati temporaneamente prima di congelarsi rapidamente in una serie di minuscoli cristalli simili a polvere.

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Dopo una serie di crescenti picchi di pressione e periodici raggi laser, il ghiaccio d’acqua si è trasformato in Ice-VII, e poi nell’intermedio Ice-VIIt appena scoperto, prima di stabilirsi in Ice-X.

Nel processo, i fisici non solo hanno scoperto una nuova forma di ghiaccio, ma hanno anche appreso che il passaggio a Ice-X può avvenire a pressioni molto più basse di quanto pensassero in precedenza. Le molecole d’acqua sono passate a Ice-VIIt a circa 5,1 gigapascal, o 51.000 atm, mentre il passaggio a Ice-X è avvenuto a circa 30,9 gigapascal. Più di 300.000 atmosfere sono eccessivamente alte, ma è quasi tre volte meno del milione di atmosfere precedentemente ritenute necessarie per creare Ice-X, la forma più estrema di ghiaccio. Dato che si ritiene che Ice-X sia stabile anche a temperature molto elevate (fino a 2.500 K fino ad oggi), potrebbe essere una parte importante degli interni di pianeti giganti gassosi ghiacciati, come Urano e Nettuno.

“Questa transizione a uno stato ionico avviene a pressioni molto più basse di quanto si pensasse in precedenza”, il fisico UNLV Iskan Salamat Egli ha detto. “È il pezzo mancante e le misurazioni più accurate sull’acqua in queste condizioni”.

Salamat ha aggiunto che la settima fase del ghiaccio può essere presente in abbondanza nella crosta e nel mantello superiore dei pianeti ricchi d’acqua proiettati al di fuori del nostro sistema solare, il che significa che possono avere condizioni abitabili per la vita.

I risultati sono apparsi sul diario revisione fisica b.

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