Uma nova e invulgar fase do gelo foi descoberta durante experiências com o maior laser de raios X do mundo. Chama-se gelo XXI, uma fase peculiar que se forma à temperatura ambiente, sob pressão extrema.
A água solidificada com que estamos mais familiarizados na Terra é tecnicamente conhecida como gelo I, mas isso é apenas a ponta do icebergue – por exemplo, extraterrestres em Neptuno poderiam estar a pôr gelo XVIII nas suas bebidas. Na verdade, ao expor H2O comum a diferentes condições de temperatura e pressão, podem surgir mais de 20 fases distintas desta substância.
O gelo XXI é o mais recente a juntar-se a esse grupo. Tem uma estrutura cristalina tetragonal com unidades repetidas relativamente grandes, compostas por 152 moléculas de água, o que o torna diferente de todas as outras fases de gelo conhecidas.
No entanto, não espere preparar alguns cubos sofisticados de gelo XXI no congelador de casa. Nem em qualquer congelador, aliás.
Os investigadores usaram uma célula de bigorna de diamante nas instalações do European XFEL, na Alemanha, para comprimir água até pressões de 2 gigapascais (cerca de 20.000 vezes a pressão atmosférica ao nível do mar) em apenas 10 milissegundos.
Depois, libertaram a pressão de forma relativamente lenta – ao longo de um tranquilo período de um segundo – antes de repetir o processo. Durante todo esse tempo, os raios X captaram um milhão de imagens por segundo para observar como a estrutura cristalina se altera.
Ao que tudo indica, o gelo XXI é uma de várias fases intermédias possíveis no percurso da água até se transformar numa fase exótica conhecida como gelo VI.
"Com os pulsos únicos de raios X do European XFEL, descobrimos múltiplos percursos de cristalização no H2O, que foi rapidamente comprimido e descomprimido mais de 1.000 vezes com recurso a uma célula dinâmica de bigorna de diamante", afirma Geun Woo Lee, físico do Korea Research Institute of Standards and Science.
Os investigadores dizem que a descoberta do gelo XXI sugere que outras fases de gelo, ainda desconhecidas, poderão existir em luas e planetas gelados.
A investigação foi publicada na revista Nature Materials.
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