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Hielo superiónico, la (nueva) forma del agua. Un descubrimiento de película

Los científicos han descubierto una nueva 'forma del agua'. No se parece a la que protagoniza la oscarizada película de Guillermo del Toro, es el hielo superiónico.  

Miguel Barral 08/03/2018 a las 05:00
La película de Guillermo del Toro se ha hecho con cuatro estatuíllasBull Productions / Fox Searchlight

Finalmente, 'La forma del agua' resultó la gran triunfadora de la ceremonia de entrega de los premios Oscar. No podía ser de otro modo, teniendo en cuenta que hace apenas un mes precisamente se anunciaba la existencia de una nueva forma de agua. Y bastante más exótica que la de la película si me apuran: el agua o hielo superiónico ('superionic ice water').

Todo un triunfo para sus descubridores toda vez que la existencia de este hielo superiónico había sido predicha en 1988 y, sin embargo, hasta ahora no se había conseguido demostrar de forma experimental.

Pero antes de sumergirnos y profundizar en qué es, exactamente, este hielo superiónico, vamos a repasar las formas del agua ya conocidas.

Ese increíble y maravilloso compuesto químico de fórmula H2O que es el agua se encuentra en nuestro planeta en tres estados o 'formas' diferentes: gas, líquido y sólido. Esto es, como hielo. A su vez, la forma o estructura más habitual en que este aparece es el denominado hielo hexagonal. Es decir, dispuesto en una estructura o red cristalina tridimensional abierta en la que cada átomo de oxígeno está rodeado por 4 átomos de hidrógeno dispuestos en vértices alternos de un hipotético cubo. No obstante, se conocen más de una docena de formas o variedades diferentes de hielo atendiendo a las distintas disposiciones o estructuras cristalinas que adoptan las moléculas del agua. Y que dependen de la presión -pero también de la temperatura- a la que se forma o a la que es sometido el hielo; dado que al variar dichas condiciones puede transformarse, pasar de una forma a otra con la que se encuentre más “cómodo”.

Hablemos ahora del hielo superiónico. Que se ha obtenido al someter cristales de hielo a una presión de 20 Gigapascales (2 millones de veces la presión atmosférica) y a una temperatura cercana a los 5.000 ºC. La brutal presión, fuerza al hielo a adoptar un empaquetamiento muy compacto, de enorme densidad, con todos los átomos muy juntos. Pero, al mismo tiempo, la extrema temperatura derrite los enlaces y desmonta la estructura. El resultado es que en el hielo superiónico conviven dos fases: una liquida y una sólida. Para ser precisos, los átomos de oxigeno adoptan una estructura cristalina a través de la cual fluyen núcleos de hidrógeno (esto es, los átomos de hidrógeno desprovistos de su electrón y por tanto con carga positiva).

Más allá de su sorprendente estructura o configuración, lo más interesante de esta nueva forma del agua es que se cree que puede existir en grandes cantidades en el interior de planetas gigantes gaseosos y helados como Urano o Neptuno. En cuyo interior sí se dan las condiciones apropiadas para su formación. De hecho, una vez que se ha confirmado la existencia de este hielo superiónico, cobra vigencia la hipótesis –sugerida mediante simulaciones informáticas- de que este tipo de planetas presentan un gran manto de hielo superiónico bajo una corteza líquida. Lo que a su vez explicaría la presencia de sus sorprendentes campos magnéticos.

El campo magnético de la Tierra es consecuencia de la existencia de un núcleo de hierro fundido -por tanto constituido por una mezcla de iones de hierro con carga positiva y electrones negativa- que al rotar origina su aparición. Ya que, tal y como demostró Oersted en su famoso experimento de la brújula, una corriente eléctrica, o lo que es lo mismo, partículas eléctricas en movimiento, generan un campo magnético. En el caso de Neptuno y Urano, recordemos, planetas gaseosos y, por ende, carentes de un núcleo de hierro, el campo magnético se generaría por una vía similar. Solo que en este caso sería debido al movimiento de los núcleos de hidrógeno (iones con carga positiva) 'líquidos' en su manto.





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