Oamenii de știință creează din greșeală o nouă formă de gheață

Vianu Tudor
By Vianu Tudor 6 Min Read

 Cercetătorii de la University College London (UCL) și Cambridge au descoperit o nouă formă de gheață. Nu este creat în mod natural pe Pământ, dar poate exista pe lunile înghețate ale giganților gazosi. Este doar unul dintre cele 23 de tipuri de gheață H2O pe care oamenii de știință le-au descoperit și are proprietăți care ne schimbă fundamental înțelegerea stării „solide” a apei.

Deși apa este un element fundamental al vieții și acoperă peste 70% din suprafața Pământului, are multe proprietăți anormale că nici măcar știința modernă nu s-a împăcat. De exemplu, sub presiune imensă, apa devine mai ușor de comprimat. Această proprietate este inversă oricărei alte substanțe.

„Apa este fundamentul oricărei vieți”, a spus profesorul de chimie de la University College London (UCL) Christoph Salzmann. „Existența noastră depinde de asta, lansăm misiuni spațiale căutându-l, dar din punct de vedere științific este puțin înțeles”.

La urma urmei, o altă proprietate ciudată a apei este că, pe măsură ce se răcește, devine densă. Această densitate crescută face ca apa rece să se scufunde sub moleculele sale mai calde. Ambele caracteristici sunt normale. Cu toate acestea, apa atinge densitatea maximă la doar 4 grade Celsius, chiar peste punctul de îngheț. Apoi, pe măsură ce se apropie de 0C și începe să formeze cristale de gheață, devine mai puțin dens și se ridică, motiv pentru care gheața plutește. Această trăsătură este unică apei, motiv pentru care oamenii de știință sunt atât de interesați de formele sale solide.

Studiul fazei solide a apei a determinat oamenii de știință să descopere peste 20 de tipuri de gheață. Există 20 de forme cristaline și două tipuri amorfe – de înaltă densitate (HDA) și de joasă densitate (LDA). Oamenii de știință au descoperit LDA în anii 1930 când au expus vaporii de apă la o foaie de oțel răcită la -100C. Cincizeci de ani mai târziu, au descoperit că ar putea crea HDA prin comprimarea gheții la aproape -200C.

Citeste si  Fotografierea sarcinii prin pandemia coronavirusului

Ambele forme de apă se găsesc în spațiu deoarece nu există suficientă activitate termică pentru a forma gheață cristalină. Cel mai apropiat ele există pe Pământ este în atmosfera superioară. Diferența de densitate sugerează că ar trebui să existe o cale de mijloc, dar consensul științific a atribuit-o doar o altă proprietate ciudată a apei.

„Există un decalaj uriaș de densitate între (gheața amorfă de înaltă densitate și cea de joasă densitate), iar înțelepciunea acceptată a fost că nu există gheață în acest decalaj de densitate”, a spus Salzmann.

Cu toate acestea, Salzmann, Dr. Alexander Rosu-Finsen și o echipă de alți oameni de știință de la UCL și Cambridge au creat o nouă formă de gheață amorfă în laborator care se află în decalajul dintre HDA și LDA. Ei o numesc „gheață amorfa de densitate medie” sau MDA.

Cercetătorii au descoperit-o oarecum accidental când au pus gheață obișnuită printr-un proces de măcinare cu bile la -200C doar pentru a vedea ce s-ar întâmpla (mai sus). Rezultatul a fost o fază de H2O complet nouă, care arată mai mult ca apă decât gheață la nivel molecular (mai jos). Substanța pudră albă se va muta la atingere, ca apa, dar este suficient de densă pentru a-și menține forma, ca gheața. Are de fapt aceeași densitate ca apa fara sa fie lichida.

Dr. Rosu-Finsen explică că procesul de măcinare cu bile pulverizat cristalele de gheață, transformându-le într-o masă amorfă.

„Am scuturat gheața ca nebunii mult timp și am distrus structura cristalină”, a spus el. „În loc să ajungem cu bucăți mai mici de gheață, ne-am dat seama că am venit cu un tip complet nou de lucruri, cu unele proprietăți remarcabile.”

Citeste si  Betonul este unul dintre cele mai dăunătoare materiale din lume. Grafenul ar putea schimba asta

Coautorul studiului, profesorul Andrea Sella, a adăugat: „Am arătat că este posibil să creăm ceea ce arată ca un tip de apă stop-motion. Aceasta este o descoperire neașteptată și destul de uimitoare”.

Una dintre cele mai interesante proprietăți anormale ale MDA este că, pe măsură ce se „dezgheță”, se transformă în gheață cristalină – un proces care eliberează o cantitate „extraordinară” de căldură. Cercetătorii susțin că acest lucru ar putea fi cauza „cutremurelor de gheață” pe luna lui Jupiter, Ganimede.

Echipa și-a publicat cercetarea în numărul din 2 februarie a revistei Science. Descoperirea MDA va duce, fără îndoială, la mai multe studii ale acestei forme deosebite de gheață.

Share This Article
1 Comment

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *