Ghiaccio superionico: cos'è l'acqua solida che viene da Urano

È solido e liquido allo stesso tempo perché gli ioni pesanti e quelli leggeri al suo interno si presentano rispettivamente in forma solida e liquida. Il ghiaccio superionico, riprodotto nel Lawrence Livermore National Laboratory, in California, si forma comprimendo e scaldando l'acqua allo stesso tempo.

Per riuscire a crearlo occorrono condizioni molto particolari di pressione e temperatura, impossibili da trovare in natura, almeno sulla Terra. Ma è probabile che questa sostanza bizzarra si trovi nella composizione di pianeti come Urano e Nettunodove pressione e temperatura sono molto più elevate che da noi.

Dall'ipotesi alle prove

L'esistenza del ghiaccio superionico era stata ipotizzata una trentina di anni fa, e anche se simulazioni numeriche sembravano dimostrarne l'esistenza, questa è la prima volta che quelle supposizioni sono confermate da prove empiriche, descritte sulla rivista Nature Physics. Per riuscirci è stata utilizzata una tecnica denominata laser-driven shock compression. Prima si comprime l'acqua tra due incudini di diamante per poi colpirla con un laser che fa aumentare sia la temperatura, fino a quasi 5.000 gradi centigradi, che la pressione, milioni di volte maggiore rispetto a quella atmosferica.

In questo modo si ottengono prima il ghiaccio VII, del 60% più denso di quello che si trova nei nostri congelatori, e poi quel ghiaccio superionico che gli scienziati a questo punto sono sempre più convinti si trovi all'interno dei giganti ghiacciati Urano e Nettuno.

Mentre il ghiaccio normale consiste di molecole d'acqua collegate per formare un solido, il ghiaccio superionico è costituito da ioni - atomi con cariche positive o negative. Nello specifico, la sua struttura consiste di ioni di idrogeno che fluiscono attraverso un cristallo solido costituito da ioni di ossigeno. Questo spiega la sua consistenza a metà tra il solido e il liquido.

Nel cuore di pianeti lontani

La presenza di questa materia in questi pianeti lontani potrebbe spiegare i loro insoliti campi magnetici. "I campi magnetici forniscono informazioni cruciali su ciò che sta all'interno e sull'evoluzione dei pianeti, quindi è gratificante che i nostri esperimenti possano testare - e in effetti, sostenere - l'idea dell'esistenza di una sottile dinamo (una sovrapposizione di strati fluidi alternati a ghiaccio superionico, n.d.r.) che era stata proposta per spiegare i campi magnetici veramente strani di Urano e Nettuno", ha dichiarato il professor Raymond Jeanloz, tra gli autori dello studio.

Per saperne di più

• Trovata l'acqua su sette pianeti simili alla Terra