O gelo, aparentemente simples, acaba de revelar um novo segredo. Em um laboratório de alta pressão na Alemanha, pesquisadores conseguiram gerar uma nova forma sólida da água sem precisar resfriá-la. O chamado gelo XXI foi obtido a temperatura ambiente, sob pressões tão intensas que imitam o interior de mundos gelados do sistema solar — e pode ajudar a explicar a dinâmica dessas distantes luas.
A criação de gelo sem frio
O experimento foi conduzido no European XFEL, o maior laser de raios X do mundo, em parceria com o Instituto Coreano de Pesquisa em Padrões e Ciência (KRISS). Em vez de reduzir a temperatura, os cientistas apostaram em um método radical: comprimir a água entre dois diamantes — os únicos materiais duros o bastante para suportar as forças envolvidas.
Usando uma célula de bigorna de diamante, o grupo aplicou uma pressão de cerca de dois gigapascais, equivalente a 20 mil vezes a pressão atmosférica ao nível do mar. A compressão foi feita em pulsos de milissegundos, alternando com breves intervalos de alívio, repetidos mais de mil vezes.
Durante esses ciclos, as moléculas de água se reorganizaram em uma estrutura cristalina completamente nova, mais densa e ordenada do que o gelo comum — e tudo isso, sem que a água fosse resfriada sequer um grau.
O momento exato da transformação
Para observar um fenômeno tão rápido, o time usou o laser de raios X ultrarrápido do XFEL, capaz de registrar imagens em intervalos de milionésimos de segundo. Cada pulso revelou como as moléculas se rearranjavam sob pressão, permitindo acompanhar em tempo real o nascimento do gelo XXI.
“A compressão rápida permite que a água permaneça líquida até pressões muito mais altas do que o normal”, explicou o pesquisador Geun Woo Lee, que liderou o estudo publicado na revista Nature Materials. “Ela deveria se transformar em gelo VI, mas encontramos um caminho intermediário, um tipo de atalho oculto.”
Um “caminho oculto” para o gelo das luas
O gelo VI é uma fase exótica que se acredita existir em locais como Titã e Ganímedes, luas de Saturno e Júpiter. O gelo XXI, segundo os cientistas, parece ser uma etapa transitória entre o estado líquido e o gelo VI — uma fase “metaestável” que dura apenas alguns microssegundos antes de desaparecer.
Experimentos complementares realizados na instalação PETRA III, em Hamburgo, confirmaram que o gelo XXI possui uma estrutura tetragonal única, composta por blocos de 152 moléculas de água — uma configuração jamais vista entre as 20 formas conhecidas até então.
O que o gelo XXI revela sobre o sistema solar
Embora efêmero, o gelo XXI pode oferecer pistas valiosas sobre os processos que ocorrem nas profundezas das luas geladas e de planetas com oceanos subterrâneos. Nessas regiões, onde pressões e temperaturas variam de forma extrema, fases intermediárias do gelo poderiam influenciar a circulação interna, o movimento dos oceanos ocultos e até a formação das crostas congeladas.
“Nossos resultados sugerem que há mais fases de gelo metaestáveis do que imaginávamos, com diferentes trajetórias de transição”, observou a física Rachel Husband, do grupo DESY HIBEF, que participou da pesquisa. “Isso pode nos ajudar a entender como a água se comporta em ambientes extraterrestres.”
Um material simples, mas cheio de mistérios
O estudo amplia o catálogo de formas do gelo — agora são 21 fases conhecidas — e reforça o caráter surpreendente da água, uma substância aparentemente banal, mas cheia de comportamentos anômalos.
“Há muitas perguntas sobre como algo tão simples pode gerar tantas estruturas diferentes”, refletiu Geun Woo Lee. “Cada nova fase é uma pista para entender melhor os mecanismos da cristalização.”
A descoberta do gelo XXI mostra que o frio não é o único caminho para transformar água em gelo — basta uma dose colossal de pressão e uma boa dose de engenhosidade científica.
[ Fonte: DW ]
