Con 35 millones de PSI, el agua cambia su estructura en el laboratorio

En un laboratorio de Las Vegas, una muestra de agua se sitúa entre dos diamantes, el material más duro conocido, y se comprime hasta alcanzar 35 millones de libras por pulgada cuadrada (PSI). Un neumático de coche aguanta unos 30 PSI. A esa presión, el agua deja de comportarse como lo hace en un vaso sobre la mesa de la cocina.

La regla habitual de la física es sencilla. Si se comprime un material, sus átomos se ven obligados a acercarse, lo que normalmente produce disposiciones más ordenadas y simétricas. El agua rompe esa regla. El equipo de la Universidad de Nevada en Las Vegas (UNLV) descubrió que, a medida que aumenta la presión, el agua se convierte en una versión de menor simetría de sí misma, y su química cambia junto con su estructura. El trabajo, dirigido por el físico Ashkan Salamat, director del Nevada Extreme Conditions Lab, se publica en Communications Chemistry.

La presión no se ha elegido al azar. El equipo de Salamat afirma que reprodujo condiciones más cercanas a las de Neptuno o Urano, los llamados gigantes helados, cuyos interiores están formados por agua caliente de aspecto metálico, amoníaco y metano. Los datos de las sondas del programa Voyager permiten a los científicos hacerse una idea de la composición de estos planetas y de su presión y temperatura interiores, pero ninguna sonda puede descender a sus atmósferas ni a su corteza. Un laboratorio es el único lugar donde la química puede observarse directamente.

El método es preciso, pero estrecho. Las muestras se estudiaron mediante espectroscopia, que analiza cómo interactúa la materia con la luz, mientras que los rayos X revelaron la disposición de los átomos. Los resultados son mediciones de laboratorio, obtenidas con unas pocas muestras sometidas a una compresión extrema. El equipo de Salamat describe cómo podría ser el agua en las profundidades de un planeta y señala que, si se liberara la presión, el agua probablemente se reorganizaría en una estructura más habitual en la Tierra.

De momento, los primeros beneficiarios son los investigadores que modelan el interior de los gigantes helados: obtienen un comportamiento medido del agua en condiciones a las que ningún instrumento puede llegar. El estudio no fija fecha para ninguna aplicación y no reivindica ningún uso práctico más allá de ese panorama científico. Salamat expresa la ambición a largo plazo en estos términos: «Cuando por fin lleguemos a esos mundos, ¿qué vamos a ver?». Mientras tanto, la respuesta se construye una muestra comprimida cada vez.