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| Esta imagen de satélite muestra rayas blancas en la superficie de Ganímedes, la luna más grande de Júpiter. El descubrimiento de nuevos tipos de hielo salado podría explicar el material de estas rayas y proporcionar pistas sobre la composición del océano cubierto de hielo de Ganímedes. Crédito: NASA/JPL/JUNO |
Baptiste Journaux, investigador de la Universidad de Washington, y sus colegas creen que las sustancias recién creadas podrían formarse en la superficie y el fondo de los océanos profundos de las lunas heladas de Júpiter Europa y Ganímedes.
A bajas temperaturas, el agua y las sales se combinan para formar un entramado rígido de hielo salado, conocido como hidrato, que se mantiene en su lugar mediante enlaces de hidrógeno.
El único hidrato de cloruro de sodio conocido hasta ahora era una estructura simple con una molécula de sal por cada dos de agua.
Pero los dos nuevos hidratos, hallados a presiones moderadas y bajas temperaturas, son sorprendentemente diferentes.
Uno tiene dos cloruros de sodio por cada 17 moléculas de agua; el otro, un cloruro de sodio por cada 13 moléculas de agua.
Esto explicaría por qué las firmas de la superficie de las lunas de Júpiter son más "acuosas" de lo esperado.
"Tiene la estructura que los científicos planetarios han estado esperando", dijo el Dr. Journaux.
"El descubrimiento de nuevos tipos de hielo salado tiene importancia no sólo para la ciencia planetaria, sino para la fisicoquímica e incluso para la investigación energética, que utiliza los hidratos para almacenar energía".
El experimento del equipo consistió en comprimir un trocito de agua salada entre dos diamantes del tamaño de un grano de arena, exprimiendo el líquido hasta 25.000 veces la presión atmosférica estándar.
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| El hidrato recién descubierto que tiene dos moléculas de cloruro de sodio por cada 17 moléculas de agua. Este cristal se formó a alta presión pero permanece estable en condiciones frías y de baja presión. Crédito: Journaux et al./PNAS |
Los diamantes transparentes permitieron al equipo observar el proceso a través de un microscopio.
"Intentábamos medir cómo la adición de sal modificaría la cantidad de hielo que podíamos obtener, ya que la sal actúa como anticongelante", explicó el Dr. Journaux.
"Sorprendentemente, cuando pusimos la presión, lo que vimos es que estos cristales que no esperábamos empezaron a crecer. Fue un descubrimiento muy fortuito".
Estas condiciones de frío y alta presión creadas en el laboratorio serían habituales en las lunas de Júpiter, donde los científicos creen que entre 5 y 10 km de hielo cubrirían océanos de hasta varios cientos de km de espesor, con posibles formas de hielo aún más densas en el fondo.
"La presión hace que las moléculas se acerquen entre sí, por lo que su interacción cambia, y ése es el principal motor de la diversidad de las estructuras cristalinas que hemos encontrado", explica el Dr. Journaux.
Una vez formados los hidratos recién descubiertos, una de las dos estructuras permaneció estable incluso después de liberar la presión.
"Determinamos que permanece estable a presión estándar hasta unos 50 grados Celsius bajo cero", dijo el Dr. Journaux.
"Así que si tenemos un lago muy salobre, por ejemplo en la Antártida, que pudiera estar expuesto a estas temperaturas, este hidrato recién descubierto podría estar presente allí".
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