Uma nova pesquisa envolvendo cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) mostra que a água pode permanecer líquida em um estado metaestável durante a transição do líquido para uma forma densa de gelo em pressões mais altas do que as medidas anteriormente.
Água em condições extremas tem atraído atenção recente por causa de seu diagrama de fase complexo, incluindo fases de gelo superiônico com propriedades exóticas que existem em altas pressões e densidades. Até o momento, 20 fases únicas de gelo cristalino foram encontradas naturalmente na Terra ou em laboratório. A água também exibe fenômenos metaestáveis bizarros quando comprimida ou resfriada muito rapidamente, o que atraiu o interesse de físicos em todo o mundo por muitos anos.
“Se a água for comprimida muito rapidamente, ela permanecerá líquida em um estado metaestável até finalmente se cristalizar em gelo VII a uma pressão mais alta do que o esperado”, disse Michelle Marshall, pesquisadora do Laboratório de Energia Laser (LLE) da Universidade de Rochester, ex-pós-doutorado do LLNL e principal autor do estudo publicado na Physical Review Letters.
O gelo VII é o polimorfo estável da água à temperatura ambiente e a pressões superiores a cerca de 2 GPa (mais de 19.000 atmosferas). Recentemente, o gelo VII foi encontrado naturalmente na Terra pela primeira vez como inclusões em diamantes originados nas profundezas do manto. Pode existem dentro das luas geladas de Júpiter e em mundos aquáticos além do nosso sistema solar.
A nova pesquisa mostrou como a água pode permanecer líquida em um estado metaestável ao passar pela transição líquido-gelo-VII a pressões mais altas do que as medidas anteriormente. Trabalhos experimentais anteriores na gigantesca instalação Z de energia pulsada mostraram que a água comprimida se transforma em gelo VII a 7 GPa (69.000 atmosferas) quando a água é comprimida por rampa ao longo de centenas de nanossegundos. Em vez disso, os novos experimentos passaram a usar lasers de alta potência nas Instalações de Laser Omega para comprimir água em escalas de tempo ainda mais curtas (nanossegundos).
Publicado em 03/10/2021 08h16
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