Descubren hielo hielo que se forma a temperatura ambiente: Una anomalía que revoluciona la comprensión del agua en el universo
Una colaboración científica internacional logra crear y observar el “Hielo XXI”, un estado del agua que desafía las leyes de la física convencional y que podría ser común en los confines del Sistema Solar.
En un hallazgo que redefine los principios fundamentales de la física del agua, un consorcio de científicos ha logrado crear en laboratorio una nueva forma de hielo, bautizada como Hielo XXI, que se forma de manera estable a temperatura ambiente. Este descubrimiento, más que una simple curiosidad de laboratorio, representa una anomalía significativa que promete reescribir los modelos sobre el comportamiento del agua en planetas distantes y lunas heladas.
El proyecto, fruto de la colaboración entre el Instituto Coreano de Investigación de Estándares y Ciencia (KRISS), la Instalación Europea de Láser de Electrones Libres de Rayos X (XFEL) y el Centro Alemán de Investigación Sincrotrón de Electrones (DESY), ha dado lugar al vigésimo primer tipo de hielo conocido por la ciencia. Se une así a una familia de hielos exóticos, como el hexagonal —presente en los copos de nieve—, el cúbico o el superiónico, que solo pueden existir bajo condiciones extremas de presión y temperatura, pero que son abundantes en los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar.
La Anomalía del Hielo XXI: Estabilidad en la Inestabilidad
La característica más desconcertante del Hielo XXI es su naturaleza elusiva. A diferencia de los sólidos convencionales, que poseen un estado estable bien definido, esta forma de hielo carece de una estructura única que pueda ser descrita de manera permanente. En su lugar, puede formarse y desaparecer constantemente bajo un rango específico de condiciones, desafiando la medición y la descripción tradicionales. Los investigadores se refieren a este fenómeno explícitamente como una “anomalía”, cuyo estudio está proporcionando información invaluable sobre los procesos dinámicos y complejos que ocurren en los mantos de hielo de otros mundos.
Para materializar esta forma de agua aparentemente imposible, el equipo empleó tecnología de vanguardia. El proceso central involucró un yunque de diamante, capaz de generar presiones inimaginables de hasta 2 gigapascales —equiparable a la presión que se encontraría bajo decenas de kilómetros de hielo—. Simultáneamente, se utilizó un espectrómetro de fotoelectrones de rayos X (XPS) para observar y registrar los cambios atómicos en tiempo real.
El experimento consistió en someter una muestra de agua a esta colosal presión mientras se mantenía a temperatura ambiente. Al liberar la presión y repetir este ciclo cientos de veces, los instrumentos detectaron la formación momentánea de una estructura cristalina sólida. El agua líquida, en un entorno de laboratorio y sin congelación, se transformaba transitoriamente en hielo.
Múltiples Caminos Hacia la Sólidez: Un Universo de Posibilidades Heladas
El descubrimiento más intrigante surgió del análisis detallado de estos ciclos. Los científicos observaron que la cristalización rara vez ocurría de la misma manera. Identificaron múltiples vías o “senderos” moleculares a través de los cuales las moléculas de H₂O se reorganizaban para formar el sólido, partiendo incluso de condiciones iniciales idénticas. Esta plasticidad en el proceso de formación sugiere que la diversidad de hielos en el universo es mucho mayor de lo que se suponía.
Este hallazgo tiene profundas implicaciones para la astrobiología y la planetología. Indica que lunas como Europa de Júpiter o Encélado de Saturno, con sus océanos subsuperficiales y capas de hielo sometidas a enormes fuerzas tidales, podrían albergar una variedad de estructuras heladas únicas y formas de hielo que la ciencia aún no ha logrado imaginar. La búsqueda de vida más allá de la Tierra, por tanto, podría depender de comprender estas extrañas y efímeras formas de agua.