El agua es fundamental para que la vida prospere, por eso es lo primero que buscan los científicos en otros planetas; pero ¿podemos estar seguros de cómo es el agua en entornos extraterrestres?
En un nuevo estudio publicado en Communications Chemistry, investigadores estadounidenses sometieron el agua al tipo de presión que experimentaría en planetas como Urano o Neptuno y descubrieron que su estructura atómica fundamental cambia en respuesta. En resumen, el agua se vuelve menos simétrica y más deformada a nivel atómico, lo que tiene implicaciones en cómo conduce el calor, influye en los campos magnéticos y afecta la densidad de un planeta, factores todos ellos importantes para las observaciones e interpretaciones telescópicas. Este tipo de transformación ya se había predicho en simulaciones, pero parece ser la primera vez que los científicos han podido observarla en el laboratorio.
“El agua en condiciones que van más allá de las de la Tierra presenta un comportamiento mucho más complejo de lo que jamás habíamos imaginado”, afirma el físico Ashkan Salamat, de la Universidad de Nevada, Las Vegas.
“Es asombroso cómo se comporta el agua bajo presión”.
Los investigadores colocaron una diminuta gota de agua entre dos puntas de diamante para aplicar presión, elevándola hasta superar los 222 gigapascales (GPa). Eso equivale a unas 2,2 millones de veces la presión que sentimos al caminar sobre la Tierra.
Se utilizó la difracción de rayos X para identificar cambios químicos en el agua a las escalas más pequeñas, basándose en cómo se dispersaban los rayos X al pasar a través del agua. Normalmente, cabría esperar que los átomos comprimidos se volvieran más simétricos al agruparse en estructuras más compactas, pero eso no fue lo que ocurrió en este caso. La estructura cristalina del hielo se volvió más asimétrica y estirada. Eso nos da una idea de lo que está sucediendo en otras partes del Universo, aunque conviene tener en cuenta que solo la presión coincidía con las condiciones de otros planetas, no la temperatura.
“No podemos entrar en la corteza ni en las atmósferas de estos planetas debido a la distancia, pero tenemos datos de programas como el Voyager”, dice Salamat.
“Tenemos una idea de su composición, así como de la presión y la temperatura en su interior. Y en laboratorios como el mío, podemos simular la química y experimentar con lo que podría estar ocurriendo dentro de estos planetas”.
Los experimentos también nos aportan más información sobre el hielo X, uno de los más de 20 tipos de hielo que conocen los científicos. En este caso, el equipo llevó el ice-X más allá de sus límites conocidos, creando algo que parece nuevo, aunque se necesitarán más estudios para saberlo con certeza.
El hielo X se forma gradualmente en un amplio rango de presiones, pasando a una estructura altamente simétrica alrededor de los 50 GPa, en términos de sus átomos de oxígeno e hidrógeno. Ahora los científicos tienen una idea más clara de cuál podría ser el límite superior del hielo X.
“Esta transición marca el inicio de un nuevo régimen de complejidad estructural en el H₂O a alta presión, redefiniendo el límite superior de estabilidad del hielo X”, escriben los investigadores en su artículo publicado.
El estudio de planetas lejanos implica muchas conjeturas fundamentadas y una interpretación cuidadosa de los datos que proporcionan los telescopios, y este estudio puede ser de gran ayuda. Nos ofrece una idea bastante precisa de cómo podría ser el agua en Neptuno (por ejemplo).
Si la estructura del agua es diferente, entonces las reacciones químicas que provoca también podrían serlo: podría haber compuestos de rocas y metales que no se encuentran en ningún otro lugar de la Tierra.
Esa información no solo es útil a la hora de elaborar modelos de vida en otros planetas, sino también para saber qué esperar cuando lleguemos allí, si nuestras sondas y naves espaciales van a adentrarse más en el Sistema Solar.
“Comprender los mecanismos de nuestro Sistema Solar y de nuestro Universo observable es fundamental para el avance del conocimiento humano”, afirma Salamat.
“Cuando finalmente lleguemos a esos mundos, ¿qué vamos a ver? En realidad, somos los primeros pioneros en intentar responder a estas preguntas en el laboratorio”.
La investigación ha sido publicada en Communications Chemistry.
Fuente: Science Alert.