Los cient\u00edficos han identificado la decimonovena forma de hielo de agua. Los ex\u00f3ticos cristales de cuatro lados de esta rara variedad de hielo, ahora denominada hielo XIX, se forman a temperaturas ultrabajas y presiones ultraaltas.<\/p>\n\n\n\n
Solo existe en experimentos de laboratorio, pero los investigadores dicen que revela m\u00e1s sobre otras formas de hielo, que se pueden encontrar en las profundidades del manto de la Tierra y en planetas y lunas muy fr\u00edos.<\/p>\n\n\n\n
“Para nombrar una nueva forma de hielo, es necesario dilucidar exactamente cu\u00e1l es la estructura cristalina”, dijo el investigador principal Thomas Loerting, profesor de qu\u00edmica f\u00edsica en la Universidad de Innsbruck en Austria. Eso significa averiguar la estructura repetitiva m\u00e1s simple del cristal, d\u00f3nde se encuentran todos los \u00e1tomos dentro de esa estructura, y cu\u00e1l es la simetr\u00eda de la estructura cristalina, dijo Loerting.<\/p>\n\n\n\n
“Solo si se conocen todos estos, se le permite nombrar su hielo \u2026 Ice XIX es ahora el nombre de la nueva fase de hielo descubierta en nuestro trabajo”, dijo a Live Science en un correo electr\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n
Un art\u00edculo de Loerting y sus colegas que describe la nueva forma de hielo se public\u00f3 el 18 de febrero en la revista Nature Communications, junto con un estudio de investigadores en Jap\u00f3n que verificaron el descubrimiento.<\/p>\n\n\n\n
Un nuevo hielo Pero los cristales regulares de hielo de seis lados (hielo I) son en realidad solo una de sus muchas formas, que se conocen como polimorfos. Y hasta hace poco, se hab\u00edan identificado formalmente 18 polimorfos diferentes de hielo de agua, aunque solo el hielo de seis lados es com\u00fan en la Tierra. Aunque el hielo puede parecer simple, es algo complicado. Por ejemplo, solo los \u00e1tomos de ox\u00edgeno en las mol\u00e9culas de agua de los cristales de hielo de seis lados forman una forma hexagonal, mientras que sus \u00e1tomos de hidr\u00f3geno est\u00e1n orientados aleatoriamente alrededor de ellos. Esto convierte al hielo I en un hielo “desordenado” o “frustrado” en la terminolog\u00eda de los hielos. Una de las propiedades de estos hielos desordenados es que pueden deformarse bajo presi\u00f3n: “Esta es la raz\u00f3n por la que fluyen los glaciares”, dijo Loerting.<\/p>\n\n\n\n En contraste, los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno en varios de los otros polimorfos del hielo tambi\u00e9n tienen sus propios patrones de cristales, y como resultado se les llama “ordenados por hidr\u00f3geno” u “ordenados por H”. A diferencia de los hielos desordenados, los hielos ordenados en H son muy fr\u00e1giles y se romper\u00e1n, en lugar de deformarse, dijo.<\/p>\n\n\n\n En esos t\u00e9rminos, la decimonovena forma de hielo recientemente identificada es un hielo con orden H; de hecho, es una forma ordenada H de un hielo desordenado, llamado hielo VI, que tiene un patr\u00f3n aleatorio de \u00e1tomos de hidr\u00f3geno. Y el hielo VI tambi\u00e9n tiene otro polimorfo de orden H, el hielo XV, en el que los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno est\u00e1n alineados en un patr\u00f3n completamente diferente.<\/p>\n\n\n\n “Ice VI, Ice XV y Ice XIX son todos muy similares en t\u00e9rminos de densidad [porque] comparten el mismo tipo de red de \u00e1tomos de ox\u00edgeno”, dijo Loerting. “Pero difieren en t\u00e9rminos de las posiciones de los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno”. Es la primera vez que se descubre una relaci\u00f3n de este tipo entre los polimorfos de hielo y podr\u00eda permitir experimentos para estudiar las transiciones entre una forma y otra, dijo.<\/p>\n\n\n\n Estructura cristalina En circunstancias normales, la difracci\u00f3n de neutrones requiere intercambiar el agua de una muestra con agua pesada que contiene neutrones adicionales. Pero el agua pesada pura no fue pr\u00e1ctica para los experimentos del hielo XIX porque se congela mucho m\u00e1s lentamente, dijo Loerting. El gran avance fue dosificar el agua pesada con una fracci\u00f3n de agua liviana regular, produciendo agua que se congel\u00f3 r\u00e1pidamente pero a\u00fan permit\u00eda la difracci\u00f3n de neutrones.<\/p>\n\n\n\n Loerting explic\u00f3 que la estructura del hielo de agua es la clave de la naturaleza del enlace de hidr\u00f3geno, que se comprende de manera imperfecta. Tambi\u00e9n es importante para comprender los cuerpos celestes, como los gigantes de hielo Urano y Neptuno y las lunas heladas de J\u00fapiter (incluidas Europa, \u00cdo y Gan\u00edmedes), donde se encuentran algunos otros polimorfos de hielo.<\/p>\n\n\n\n \u201cEs de gran inter\u00e9s en astrof\u00edsica conocer la densidad y las propiedades de las fases del hielo, para poder comprender el comportamiento de los mantos helados o n\u00facleos helados de estos cuerpos celestes\u201d, dijo.<\/p>\n\n\n\n Y todav\u00eda hay muchos m\u00e1s polimorfos de hielo por ah\u00ed. El descubrimiento del hielo XIX produce seis polimorfos de hielo descubiertos en la Universidad de Innsbruck desde la d\u00e9cada de 1980, y Loerting espera que su equipo tambi\u00e9n descubra el pr\u00f3ximo. “La carrera por el hielo XX comenz\u00f3 ayer y espero que mi grupo de investigaci\u00f3n sea el que la publique”, dijo.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Casi todo el mundo est\u00e1 familiarizado con la hermosa variedad de copos de nieve de seis lados, que refleja la disposici\u00f3n hexagonal de los \u00e1tomos de ox\u00edgeno en los cristales de hielo de agua que los forman.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>El equipo de Loerting hizo por primera vez el hielo XIX en sus experimentos de laboratorio hace tres a\u00f1os, al ralentizar el proceso de enfriamiento del hielo XV a aproximadamente menos 170\u00b0C y aumentar en gran medida la presi\u00f3n a aproximadamente 2 gigapascales. Pero los detalles de su estructura cristalina los eludieron hasta que pudieron estudiarlo con un proceso llamado difracci\u00f3n de neutrones, que puede revelar la estructura at\u00f3mica de un material haciendo rebotar una corriente de neutrones y examinando el patr\u00f3n de difracci\u00f3n resultante.<\/p>\n\n\n\n