Nova forma de gelo descoberta pode mudar o que sabíamos sobre a água

Cientistas criaram em laboratório uma nova forma de gelo que chamaram de "gelo amorfo". Suas características moleculares estão mais próximas da água líquida do que da substância sólida, algo que surpreende a ciência.

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A nova forma de gelo se transformou em um pó branco após ser submetido ao frio.

No laboratório da University College London, no Reino Unido, Alexander Rosu-Finsen e sua equipe de pesquisadores realizam experimentos com água. Eles usam um método conhecido como "moagem de bolas", que consiste em agitar água congelada normal em uma jarra cheia de bolas de aço super frias. E embora a olho nu isso parecesse como gelo picado, quando olharam para a substância através de um microscópio, houve uma grande surpresa.

Em vez do processo ter finalizado com pedaços pequenos de gelo, percebemos que havíamos encontrado um tipo de coisa totalmente nova, com algumas propriedades notáveis - disse Rosu-Finsen

"Nós sacudimos o gelo por um longo período de tempo e destruímos a sua estrutura cristalina", explicou Rosu-Finsen. "Em vez de o processo finalizar com pedaços pequenos de gelo, percebemos que havíamos encontrado um tipo de coisa totalmente nova, com algumas propriedades notáveis".

No gelo cristalino normal, as moléculas estão dispostas em um padrão regular, mas no gelo amorfo, como foi denominado, que a olho nu parecia um pó branco, as moléculas estavam dispostas de forma desorganizada, que mais parecia um líquido. O gelo amorfo não é comum na Terra, mas já havia sido identificado no espaço. Mas isso era diferente de tudo conhecido.

Até agora, apenas duas variedades eram conhecidas: alta densidade (cerca de 0,94 gramas por centímetro cúbico) e baixa densidade (a partir de 1,13 gramas por centímetro cúbico). O novo gelo tem densidade de 1,06 gramas por centímetro cúbico, registrando uma densidade incrivelmente próxima à da água, de 1 grama por centímetro cúbico.

Até agora, eram conhecidos dois tipos principais de gelo amorfo, o de alta densidade e de baixa densidade, e acreditava-se que não havia outro tipo deles.

"Conhecemos 20 formas cristalinas de gelo, mas apenas dois tipos principais de gelo amorfo foram descobertos anteriormente, conhecidos como gelos amorfos de alta densidade e de baixa densidade. Existe uma grande lacuna de densidade entre eles e a sabedoria aceita é que não existe gelo dentro dessa lacuna de densidade", explicam os autores. "Nosso estudo mostra que a nova substância está precisamente dentro dessa lacuna de densidade média e essa descoberta pode ter consequências de longo alcance para nossa compreensão da água líquida e suas muitas anomalias".

A água desconhecida

A nova substância pode ser um estado "vítreo" de água líquida, sugerem os pesquisadores. Embora o gelo amorfo não se forme na natureza, existem outros sólidos amorfos; o vidro é um deles, e é simplesmente uma forma sólida de dióxido de silício líquido. A nova descoberta solicita que os modelos de água existentes sejam reexaminados para descobrir onde a substância se encaixa no quadro geral. E pode ser a chave para explicar algumas das maneiras como o gelo e a água se comportam no Universo.

Os especialistas dizem que, se deixássemos esse tipo de gelo em um copo, ele não flutuaria nem afundaria, apenas balançaria no recipiente. Isso se deve aos vazios na estrutura cristalina do gelo de água, em comparação com outros materiais que formam estruturas mais densas quando cristalizadas.

A equipe sugere que gelo amorfo de densidade média pode existir no interior de luas geladas no sistema solar externo, já que as forças de maré de gigantes gasosos como Júpiter e Saturno podem exercer forças sobre o gelo comum semelhantes às criadas pelas bolas de aço.