La sal, clave para abrir los núcleos helados de Neptuno o Urano

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  • Neptuno (Wikipedia/CC).
    Neptuno (Wikipedia/CC).
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El interior de varios planetas y lunas del Sistema Solar son de hielo, el mismo componente que se ha encontrado también en otros planetas extrasolares distantes. Pero estos cuerpos no están llenos de hielo de agua, sino de otro tipo que existe bajo presiones extremas y con impurezas.

Una nueva investigación realizada por un equipo de Carnegie se ha centrado en la física subyacente de la formación de los tipos de hielo más probables en el interior de los planetas. Su trabajo, publicado por 'PNAS', podría desafiar las ideas actuales acerca de las propiedades físicas que se encuentran dentro de los cuerpos planetarios helados.

Cuando el agua (H2O) se congela en hielo, las moléculas están unidas entre sí en una red cristalina que se mantiene unida por enlaces de hidrógeno. Debido a la versatilidad de estos enlaces de hidrógeno, el hielo revela una sorprendente diversidad de al menos 16 estructuras cristalinas diferentes. Pero la mayoría, no podrían existir en el interior de los planetas y las lunas heladas.

El interior de varios planetas y lunas del Sistema Solar son de hielo

Según explican los expertos, bajo altas presiones, la variedad de posibles estructuras de hielo se reduce junto con el espacio entre sus átomos de oxígeno con enlaces de hidrógeno. En esta situación, el hielo se vuelve más denso.

Cuando se aumenta la presión a más de 20.000 veces la atmósfera de la Tierra (2 gigapascales), este número de posibles estructuras de hielo se reduce a sólo dos (conocidas como VII y VIII). Así, si el hielo ordinario tiene una estructura hexagonal, el VII tiene una estructura cúbica y el VIII tiene una estructura tetragonal.

Cuando la presión aumenta aún más, ambas formas de hielo se transforman a otra fase llamada de hielo X. Esto ocurre a presiones de alrededor de 600.000 veces la atmósfera de la Tierra (60 gigapascales), que sería comparable a las condiciones de presión que se encuentran en el interior de un planeta con núcleo helado, como Neptuno o Urano.

Hielo X tiene un nuevo tipo de estructura de celosía simétrica. Se llama hielo no molecular, debido a que la molécula de agua se rompe a pedazos y los átomos de hidrógeno se comparten entre los oxígenos vecinos.

Bajo presiones similares pero a temperaturas más altas, se ha sugerido que el hielo X podría transformarse en una fase de hielo que pueden conducir la electricidad, ya que los átomos de hidrógeno se mueven libremente alrededor de la red de oxígeno.

Cómo se forma el hielo

Pero, analizados estos datos, los científicos se han preguntado cómo se formaría el hielo a las temperaturas que se encuentran en los interiores planetarios. Un dato que aún es desconocido.

Para lograr una respuesta, el equipo, liderado por Livia Eleonora (del CNRS), ha estudiado los efectos de las sales en la formación del hielo X, ya que los interiores de los cuerpos planetarios helados también pueden ser salados, por las interacciones entre el hielo y las rocas circundantes o un océano líquido.

En la investigación, se han incluido sales en el hielo VII -tanto de cloruro de sodio ordinario (NaCl), como de cloruro de litio de estructura similar (LiCl)- lo que empujó a que la formación de hielo X ocurriera a presiones cada vez más altas.

"Este hallazgo podrían desafiar nuestro pensamiento actual sobre la física que se produce en el interior de los cuerpos planetarios helados. Todas las suposiciones actuales se basaban en el comportamiento de hielo sin impurezas", han apuntado los expertos.

De este modo, sería la presencia de sal la responsable de 'crear' las condiciones bajo las cuales se podría formar el tipo de conductor de la electricidad del hielo. Si es así, esto podría explicar, además, los campos magnéticos de Urano y Neptuno.

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