Pablo Javier PiacenteUn equipo internacional de investigadores ha logrado demostrar la existencia y las condiciones del hielo superiónico: se trata de una variedad de hielo que se genera a varios miles de grados Celsius y a millones de veces la presión atmosférica de nuestro planeta. El avance puede brindar nuevos conocimientos sobre los campos magnéticos de Urano y Neptuno, que incluirían este tipo de hielo en gran parte de su composición.
Según una nota de prensa del Centro Alemán de Investigación en Geociencias GFZ Potsdam, una de las instituciones que formó parte del nuevo estudio, el «hielo caliente» pudo producirse al generar altas presiones de hasta 150 Gigapascales, equivalente a 1.5 millones de veces la presión atmosférica en la Tierra, y temperaturas que llegaron hasta aproximadamente 6.227 grados Celsius.
Hielo «surrealista»
En esas condiciones, el hielo superiónico se muestra como conductor eléctrico y se manifiesta en una extraña forma cristalina, siendo sólido y líquido por partes iguales. Ha sido definido como una «mezcla surrealista» de lo sólido y lo líquido, porque en las condiciones indicadas las moléculas de agua se dividen, pero el oxígeno de los átomos se convierte en hielo y el hidrógeno se libera, dando lugar a una nueva y llamativa fase del agua. Vale recordar que el agua está integrada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
De acuerdo a las conclusiones de la nueva investigación, publicada recientemente en la revista Nature Physics, este esfuerzo científico aporta mucho más que una nueva comprensión sobre los cambios de fase del agua en su pasaje de una forma líquida a helada, o en cuanto a la posibilidad de producir hielo a altas temperaturas: también puede arrojar luz sobre aspectos desconocidos de los planetas que conforman el Sistema Solar.
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El hielo superiónico y los campos magnéticos de Urano y Neptuno
Se sabe que el agua cumple un rol trascendental dentro de la estructura de los cuerpos planetarios, en principio con respecto a la formación de la vida y la geografía. Además, afecta la conformación de los campos magnéticos en los planetas gaseosos, como Urano y Neptuno, que presentan características especiales que aún no han podido definirse por completo.
Los científicos creen que los campos magnéticos de estos planetas poseen más de un 60% de agua. Se ha descubierto además que mantienen un comportamiento extraño, porque no se muestran paralelos y simétricos con respecto al eje de rotación de cada astro, como sucede en el caso de la Tierra. Por el contrario, se muestran descentrados y desalineados: los especialistas buscan determinar las causas de esta anomalía.
Teniendo en cuenta estos aspectos, los modelos teóricos sobre su formación asumen que estos campos magnéticos no se generan por el movimiento del hierro fundido en el núcleo de los cuerpos, como en el caso de nuestro planeta, sino gracias a un líquido conductor eléctrico y rico en agua ubicado en el tercio exterior de Urano o Neptuno. Parte de esa «capa» estaría formada por el hielo «caliente» o superiónico.
Al parecer, los interiores más profundos de esa capa que produce los campos magnéticos de Urano y Neptuno contienen hielo superiónico. De esta forma, podrían confirmarse las predicciones sobre el origen de los campos magnéticos y seguir avanzando en su estudio con una base más certera.
Referencia
Structure and properties of two superionic ice phases. Vitali B. Prakapenka, Nicholas Holtgrewe, Sergey S. Lobanov and Alexander F. Goncharov. Nature Physics (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s41567-021-01351-8
Foto: el campo magnético de Neptuno, como el de la Tierra, no es estático sino que varía con el tiempo. En la imagen se muestra una instantánea de agosto de 2004. Crédito: NASA’s Scientific Visualization Studio.
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