Pesquisadores do UNLV descobriram uma nova forma de gelo, redefinindo as propriedades da águaem altas pressaµes.

A águasãolida, ou gelo, écomo muitos outros materiais, pois pode formar diferentes materiais sãolidos com base em condições varia¡veis ​​​​de temperatura e pressão, como diamante formando carbono ou grafite. No entanto, a águaéexcepcional neste aspecto, pois existem pelo menos 20 formas sãolidas de gelo conhecidas por nós.

Uma equipe de cientistas trabalhando no Nevada Extreme Conditions Lab da UNLV foi pioneira em um novo manãtodo para medir as propriedades da águasob alta pressão . A amostra de águafoi primeiro espremida entre as pontas de dois diamantes opostos oscongelando em vários cristais de gelo misturados. O gelo foi então submetido a uma técnica de aquecimento a laser que o derreteu temporariamente antes de se transformar rapidamente em uma coleção de minaºsculos cristais em forma de pa³.

Aumentando a pressão de forma incremental e explodindo-a periodicamente com o feixe de laser, a equipe observou que o gelo da águafazia a transição de uma fase caºbica conhecida, Ice-VII, para a fase intermedia¡ria e tetragonal recanãm-descoberta, Ice-VIIt, antes estabelecendo-se em outra fase conhecida, Ice-X.

Zach Grande, Ph.D da UNLV. estudante, liderou o trabalho que também demonstrou que a transição para o Ice-X, quando a águaendurece agressivamente, ocorre a pressaµes muito mais baixas do que se pensava anteriormente.

Embora seja improva¡vel que encontremos essa nova fase de gelo em qualquer lugar dasuperfÍcie da Terra, éprova¡vel que seja um ingrediente comum no manto da Terra, bem como em grandes luas e planetas ricos em águafora do nosso sistema solar.

As descobertas da equipe foram relatadas na edição de 17 de mara§o da revista Physical Review B.

A equipe de pesquisa vinha trabalhando para entender o comportamento da águade alta pressão que pode estar presente no interior de planetas distantes.

Para fazer isso, Grande e o fa­sico da UNLV, Ashkan Salamat, colocaram uma amostra de águaentre as pontas de dois diamantes de corte redondo conhecidos como células de bigorna de diamante, uma caracterí­stica padrãono campo da física de alta pressão . Aplicar um pouco de força aos diamantes permitiu aos pesquisadores recriar pressaµes tão altas quanto as encontradas no centro da Terra.

Ao espremer a amostra de águaentre esses diamantes, os cientistas conduziram os a¡tomos de oxigaªnio e hidrogaªnio em uma variedade de arranjos diferentes, incluindo o arranjo recanãm-descoberto, Ice-VIit.

A primeira técnica de aquecimento a laser não apenas permitiu que os cientistas observassem uma nova fase do gelo de a¡gua, mas a equipe também descobriu que a transição para o Ice-X ocorreu em pressaµes quase três vezes menores do que se pensava anteriormente osem 300.000 atmosferas em vez de 1 milha£o. Essa transição tem sido um tema altamente debatido na comunidade por várias décadas.

"O trabalho de Zach demonstrou que essa transformação para um estado ia´nico ocorre em pressaµes muito, muito mais baixas do que se pensava antes", disse Salamat. "a‰ a pea§a que faltava e as medições mais precisas já feitas na águanessas condições."

O trabalho também recalibra nossa compreensão da composição dos exoplanetas, acrescentou Salamat. Os pesquisadores levantam a hipa³tese de que a fase Ice-VIIt do gelo pode existir em abunda¢ncia na crosta e no manto superior de planetas ricos em águaesperados fora do nosso sistema solar, o que significa que eles podem ter condições habita¡veis ​​para a vida.

"Transições de simetria acionadas por pressão em gelo denso de H 2 O", foi publicado em 17 de mara§o na revista Physical Review B .