Utilizando nuevas y revolucionarias técnicas se ha hecho un asombroso hallazgo acerca de cómo se comporta el hielo sometido a presiones tremendas. Lo descubierto en esta investigación obligará a cambiar ideas que se tenían por ciertas desde hace casi 50 años, y habrá que reescribir algunas páginas de los libros de texto, en lo referente a cómo responde la molécula de agua a las condiciones presentes a gran profundidad en el interior de los planetas.
Cuando el agua se congela formando hielo, sus moléculas se acomodan juntas en una retícula cristalina, sostenidas en sus posiciones por enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno son muy versátiles y como resultado, el hielo cristalino presenta una diversidad notable: Hay al menos 16 estructuras diferentes.
En todas estas formas de hielo, la sencilla molécula de H2O es la pieza universal de construcción. Sin embargo, en 1964, se predijo que bajo condiciones idóneas, con una presión lo bastante grande, los enlaces de hidrógeno podrían fortalecerse hasta el punto en el cual podrían en realidad partir la molécula de agua, descomponiéndola. La posibilidad de observar directamente una molécula de agua disociada en el hielo ha atraído el interés de muchos científicos, y ha generado extensas investigaciones, a lo largo de los últimos 50 años. A mediados de la década de 1990, varios grupos de investigación observaron esa transición del agua utilizando técnicas espectroscópicas. Sin embargo, estas técnicas son indirectas y solamente pudieron revelar una parte de la verdadera imagen.
Ahora, el equipo de Malcolm Guthrie, Russell Hemley, Reinhard Boehler, y Kuo Li, del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., así como Chris Tulk, Jamie Molaison, y António dos Santos, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, ambas entidades en Estados Unidos, ha conseguido vislumbrar el fenómeno de un modo mucho más directo, en hielo a presiones sin precedentes, concretamente más de 500.000 veces la presión atmosférica.
Cuando el agua se congela formando hielo, sus moléculas se acomodan juntas en una retícula cristalina, sostenidas en sus posiciones por enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno son muy versátiles y como resultado, el hielo cristalino presenta una diversidad notable: Hay al menos 16 estructuras diferentes.
En todas estas formas de hielo, la sencilla molécula de H2O es la pieza universal de construcción. Sin embargo, en 1964, se predijo que bajo condiciones idóneas, con una presión lo bastante grande, los enlaces de hidrógeno podrían fortalecerse hasta el punto en el cual podrían en realidad partir la molécula de agua, descomponiéndola. La posibilidad de observar directamente una molécula de agua disociada en el hielo ha atraído el interés de muchos científicos, y ha generado extensas investigaciones, a lo largo de los últimos 50 años. A mediados de la década de 1990, varios grupos de investigación observaron esa transición del agua utilizando técnicas espectroscópicas. Sin embargo, estas técnicas son indirectas y solamente pudieron revelar una parte de la verdadera imagen.
Ahora, el equipo de Malcolm Guthrie, Russell Hemley, Reinhard Boehler, y Kuo Li, del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, D.C., así como Chris Tulk, Jamie Molaison, y António dos Santos, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, ambas entidades en Estados Unidos, ha conseguido vislumbrar el fenómeno de un modo mucho más directo, en hielo a presiones sin precedentes, concretamente más de 500.000 veces la presión atmosférica.
Recreación de la estructura cristalina del nuevo y exótico hielo. Los átomos de oxígeno están representados en azul, y los átomos de hidrógeno molecular en rosa. Los átomos de hidrógeno que han sido expulsados fuera de las moléculas de agua aparecen de color dorado. (Imagen: Cortesía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge)
Los resultados de las observaciones indican que la disociación de las moléculas de agua sigue dos mecanismos diferentes. Algunas de las moléculas comienzan a disociarse a presiones mucho más bajas y a través de un mecanismo diferente al que fue predicho en el artículo de 1964.
Los hallazgos del nuevo estudio podrían también respaldar una teoría propuesta previamente, la de que los protones en el hielo del interior de planetas pueden tener movilidad aun cuando el hielo permanece sólido. Además, la demostración de que es posible "ver" al hidrógeno del modo logrado en este estudio, va a tener repercusiones en otros muchos campos aparte del de la investigación del hielo. Por ejemplo, la técnica podría permitir el surgimiento de un conocimiento estratégico para aprovechar como fuente de energía el metano de los clatratos, e incluso para hallar materiales en los que almacenar en poco espacio grandes cantidades de hidrógeno, el elemento químico más simple y que un día podría convertirse en la fuente energética estándar para propulsar a los automóviles.
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Los resultados de las observaciones indican que la disociación de las moléculas de agua sigue dos mecanismos diferentes. Algunas de las moléculas comienzan a disociarse a presiones mucho más bajas y a través de un mecanismo diferente al que fue predicho en el artículo de 1964.
Los hallazgos del nuevo estudio podrían también respaldar una teoría propuesta previamente, la de que los protones en el hielo del interior de planetas pueden tener movilidad aun cuando el hielo permanece sólido. Además, la demostración de que es posible "ver" al hidrógeno del modo logrado en este estudio, va a tener repercusiones en otros muchos campos aparte del de la investigación del hielo. Por ejemplo, la técnica podría permitir el surgimiento de un conocimiento estratégico para aprovechar como fuente de energía el metano de los clatratos, e incluso para hallar materiales en los que almacenar en poco espacio grandes cantidades de hidrógeno, el elemento químico más simple y que un día podría convertirse en la fuente energética estándar para propulsar a los automóviles.
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