2020: Cientistas criaram “gelo quente” que congela a milhares de graus de temperatura

CIÊNCIA

Millot, Coppari, Kowaluk / LLNL

Uma equipa de cientistas conseguiu obter água em estado sólido a temperaturas entre os 1.650°C e os 2.750°C. Este estado pode ser o mesmo do da água dos núcleos de planetas gigantes gelados, como Úrano e Neptuno.

Uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), em Berkeley, na Califórnia, conseguiu obter água em forma sólida a temperaturas entre os 1.650°C e os 2.750°C, de acordo com um estudo recentemente publicado na revista científica Nature.

Esta água congelada super-iónica consegue permanecer sólida a milhares de graus de temperatura. Este gelo bizarro existe graças a uma tremenda pressão e, segundo o ScienceAlert, esta descoberta pode lançar luzes sobre a estrutura interna de planetas gigantes gelados, como Úrano e Neptuno.

Na superfície da Terra, os pontos de ebulição e congelamento da água variam um pouco, mas ambas as mudanças de estado estão dependentes da pressão. No vácuo do Espaço, a água não pode existir na forma líquida, uma vez que ferve e vaporiza mesmo a -270ºC, a temperatura média do Universo.

No entanto, os cientistas desconfiavam que, em ambientes de altíssima pressão, ocorria exactamente o oposto: a água solidifica-se, mesmo em temperaturas extremamente altas. Uma equipa de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore conseguiu provar isso mesmo.

Desta forma, a equipa criou o Ice VII, a forma cristalina de gelo 30.000 vezes acima da pressão atmosférica da Terra, ou 3 gigapascals, e depois explodiu-o com lasers. O gelo resultante tinha um fluxo condutivo de iões, em vez de electrões, e é por isso que é chamado de gelo super-iónico.

Nesta primeira experiência, os cientistas conseguiram observar as propriedades gerais deste gelo, como a energia e a temperatura. Numa segunda experiência, os especialistas conseguiram obter detalhes mais subtis da estrutura interna, através de uma experiência com pulsos de laser e difracção de raios X que revelou a estrutura cristalina do gelo.

“Queríamos determinar a estrutura atómica da água super-iónica”, disse a física do LLNL Federica Coppari. Agora, os cientistas propõem que esta nova forma seja denominada Gelo XVIII.

Os raios X mostraram uma estrutura nunca antes vista: cristais cúbicos com átomos de oxigénio em cada canto e um átomo de oxigénio no centro de cada face. “Encontrar a evidência directa da existência de uma rede cristalina de oxigénio traz a última peça que faltava para o quebra-cabeças em relação à existência de gelo de água super-iónico”, disse o físico Marius Millot, também do LLNL.

O resultado obtido revela uma pista de como os gigantes de gelo, como Neptuno e Úrano, podem ter campos magnéticos estranhos, inclinados em ângulos bizarros e com equadores que não circulam o planeta.

Anteriormente, pensava-se que estes planetas tinham um oceano fluido de água iónica e amónia em vez de um manto. Mas a pesquisa da equipa mostra que estes planetas podem ter um manto sólido, como a Terra, mas feitos de gelo super-iónico quente. Como o gelo super-iónico é altamente condutivo, essa característica pode estar a influenciar os campos magnéticos dos planetas.

“Esta compreensão pode mudar drasticamente a nossa compreensão da estrutura interna e da evolução dos planetas gigantes gelados, assim como dos seus numerosos primos extras-solares”, rematou Marius Millot.

ZAP //

Por ZAP
21 Maio, 2019



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