Água não se comporta da mesma maneira em todos os lugares do Universo. Sob uma pressão superior a 222 gigapascais (GPa), pesquisadores observaram em laboratório uma alteração inédita na estrutura atômica do material: os átomos deixaram de formar um arranjo mais simétrico e passaram a compor uma estrutura mais deformada. O resultado ajuda a interpretar o interior de planetas como Urano e Netuno, embora o experimento tenha reproduzido apenas a pressão, não a temperatura desses mundos.
O estudo foi publicado na revista Communications Chemistry e envolveu cientistas dos Estados Unidos, incluindo o físico Ashkan Salamat, da University of Nevada, Las Vegas. A equipe colocou uma gota minúscula de água entre duas pontas de diamante e aumentou gradualmente a pressão até ultrapassar 222 GPa. É aproximadamente 2,2 milhões de vezes a pressão que sentimos na superfície da Terra. Diamante, neste caso, não era joia: era ferramenta de compressão, uma prensa microscópica com modos bastante severos.
O que acontece com a água sob pressão extrema?
A água se torna menos simétrica e mais distorcida em escala atômica quando é submetida a pressões extremas. Essa mudança foi identificada por difração de raios X, técnica que analisa a maneira como os raios se espalham ao atravessar o material e revela a organização de seus átomos.
Em condições comuns, seria razoável imaginar que átomos comprimidos ficariam cada vez mais simétricos, como objetos apertados dentro de uma caixa. Foi o contrário. A estrutura cristalina do gelo se tornou mais desigual e alongada. A observação confirma, em laboratório, uma transformação que já havia sido prevista por simulações computacionais, mas que ainda não tinha sido registrada diretamente nessas condições.
O experimento também levou o gelo-X além dos limites conhecidos. Essa é uma das mais de 20 formas de gelo identificadas pela ciência, e surge gradualmente em uma ampla faixa de pressões. Por volta de 50 GPa, seus átomos de oxigênio e hidrogênio assumem uma configuração altamente simétrica. Agora, os pesquisadores têm uma noção melhor de onde essa forma começa a perder estabilidade — ou de onde uma nova complexidade estrutural pode começar.
Por que essa descoberta importa para Netuno e outros planetas?
A alteração estrutural da água pode modificar sua condução de calor, sua influência sobre campos magnéticos e a densidade do interior planetário. Esses fatores afetam os modelos usados para interpretar observações de telescópios e dados de missões espaciais.
Os cientistas não conseguem perfurar a crosta nem atravessar a atmosfera de Netuno ou Urano para conferir o que ocorre lá dentro. Restam dados de sondas, como as do programa Voyager, estimativas sobre composição e modelos de pressão e temperatura. O laboratório funciona como um pequeno pedaço controlado desse problema: reproduz uma condição, observa a matéria e ajuda a separar o que é cálculo plausível do que é palpite bem vestido.
Há uma ressalva importante. O estudo igualou a pressão esperada em partes desses planetas, mas não necessariamente a temperatura. Portanto, não se trata de uma fotografia completa da água alienígena. É uma pista experimental, e pistas em ciência são mais úteis quando vêm com a etiqueta correta.
Se a estrutura da água muda, as reações químicas associadas a ela também podem mudar. Compostos de rocha e metal talvez se formem em condições que não existem em nenhum ambiente terrestre conhecido. Isso interfere nos modelos sobre a composição, a evolução e até a possibilidade de vida em outros mundos, embora a pesquisa não tenha encontrado vida nem demonstrado que ela exista nesses planetas.
O próximo passo é confirmar se a estrutura produzida representa de fato uma nova forma de gelo. Os próprios pesquisadores indicam que serão necessários estudos adicionais. Ainda assim, o resultado já amplia o mapa do comportamento do H2O sob pressão extrema e redefine o limite superior de estabilidade conhecido para o gelo-X. Um dia, sondas poderão chegar mais fundo no Sistema Solar. Quando isso acontecer, talvez encontrem água que não se parece muito com a nossa — e o laboratório já começou a preparar a surpresa.
