Dos formas recién descubiertas de agua salada congelada podrían ayudar a los científicos a resolver un misterio relacionado con las lunas cubiertas de hielo del Sistema Solar .
Cuando se someten a presiones más altas y temperaturas más bajas que las que se pueden encontrar en la naturaleza en la Tierra, los átomos del cloruro de sodio hidratado, más comúnmente conocido como hielo de agua salada, se organizan en estructuras nunca antes identificadas que tienen una proporción mucho mayor de moléculas de agua. que la sal
Esto podría explicar la extraña firma química de una sustancia en la superficie de la luna Europa de Júpiter , que parece más acuosa de lo que esperan los científicos.
«Hoy en día es raro tener descubrimientos científicos fundamentales», dice el científico espacial y de la Tierra Baptiste Journaux de la Universidad de Washington.
«La sal y el agua son muy conocidas en las condiciones de la Tierra. Pero más allá de eso, estamos totalmente a oscuras. Y ahora tenemos estos objetos planetarios que probablemente tienen compuestos que nos son muy familiares, pero en condiciones muy exóticas. Tenemos rehacer toda la ciencia mineralógica fundamental que la gente hizo en el siglo XIX, pero a alta presión y baja temperatura. Es un momento emocionante».
La sal y el agua, también conocidas como cloruro de sodio y óxido de dihidrógeno, son abundantes en nuestro mundo natal. Cuando se combinan, las moléculas de sal se disuelven en las del agua para crear una solución. La presencia de la sal reduce el punto de congelación de la solución en comparación con el agua sin sal, pero a medida que la temperatura continúa descendiendo en las condiciones atmosféricas típicas de la Tierra, eventualmente se congelará.
Cuando lo hace, las moléculas se organizan en una estructura reticular rígida conocida como hidrato. En la Tierra (fuera del laboratorio), esta estructura solo tiene una configuración: una molécula de sal por cada dos moléculas de agua.
En lunas como Europa y Ganímedes, que orbitan alrededor de Júpiter, y la luna Encelado de Saturno, los científicos también han encontrado evidencia de sal y agua, solo que las condiciones en las que se encuentran ambas son bastante diferentes a las de la Tierra.
Expuestos al vacío cercano del espacio, lejos del Sol, las superficies de estos mundos distantes pueden volverse extremadamente frías. Debajo de sus capas de hielo yacen océanos que, en algunos casos, podrían ser más de 100 veces más gruesos que las aguas más profundas de la Tierra , lo que genera presiones y temperaturas bastante extremas.
Journaux y sus colegas se propusieron investigar el impacto que tiene la sal en la producción de hielo. Comprimieron una pequeña gota de agua salada en una celda de yunque de diamante en condiciones extremadamente frías, generando presiones de hasta 25.000 veces la presión atmosférica de la Tierra mientras reducían las temperaturas a -123 grados Celsius (-190 grados Fahrenheit).
No esperaban lo que sucedió a continuación.
«Estábamos tratando de medir cómo la adición de sal cambiaría la cantidad de hielo que podríamos obtener, ya que la sal actúa como anticongelante», explica Journaux . «Sorprendentemente, cuando presionamos, lo que vimos es que estos cristales que no esperábamos comenzaron a crecer. Fue un descubrimiento muy fortuito».
Bajo las condiciones de su experimento, los investigadores vieron surgir dos nuevos arreglos de moléculas de sal y agua. Uno presentaba dos moléculas de sal por cada 17 moléculas de agua; el otro tenía 13 moléculas de agua por una molécula de sal. Ambos son muy diferentes de la sal, dos aguas que se ven naturalmente en la Tierra, y son consistentes con las firmas químicas acuosas observadas en las lunas de hielo.
“Tiene la estructura que los científicos planetarios han estado esperando”, añade Journaux .
El factor principal, dicen los investigadores, es la presión, que aplasta las moléculas y las obliga a encontrar nuevas formas de coexistir. Pero incluso cuando se liberó la presión, uno de los hidratos recientemente identificados, el que tiene 17 moléculas de agua, se mantuvo estable hasta temperaturas de -50 grados centígrados. Esto sugiere que también podría encontrarse aquí en la Tierra, posiblemente bajo el hielo de la Antártida.
Será necesario realizar investigaciones futuras para determinar si este descubrimiento puede resolver el misterio de la luna helada.
«Los espectros infrarrojos [del hidrato] quedan por determinar en estudios futuros», escriben los investigadores , «pero su estructura hiperhidratada podría resolver el misterio de larga data de la fase de hidrato no identificada en la superficie de Europa y Ganímedes».
Fuente: mundooculto.es
