Ice VII es una forma cristalina cúbica de hielo . Puede formarse a partir de agua líquida por encima de 3 GPa (30.000 atmósferas) bajando su temperatura a temperatura ambiente o descomprimiendo agua pesada (D 2 O) hielo VI por debajo de 95 K. El hielo de agua ordinario se conoce como hielo I h , (en la nomenclatura de Bridgman ). En el laboratorio se han creado diferentes tipos de hielo, desde el hielo II al hielo XVIII , a diferentes temperaturas y presiones. Ice VII es metaestable en una amplia gama de temperaturas y presiones y se transforma en baja densidad.hielo amorfo (LDA) por encima de 120 K (-153 ° C). [1] El hielo VII tiene un punto triple con agua líquida y hielo VI a 355 K y 2.216 GPa, con la línea de fusión que se extiende hasta al menos 715 K (442 ° C) y 10 GPa. [2] El hielo VII se puede formar en nanosegundos mediante una rápida compresión a través de ondas de choque. [3] [4] También se puede crear aumentando la presión sobre el hielo VI a temperatura ambiente. [5]
Como la mayoría de las fases del hielo (incluido el hielo I h ), las posiciones de los átomos de hidrógeno están desordenadas. [6] Además, los átomos de oxígeno están desordenados en múltiples sitios. [7] [8] [9] La estructura del hielo VII comprende una estructura de enlace de hidrógeno en forma de dos subredes interpenetrantes (pero no unidas). [7] Los enlaces de hidrógeno pasan por el centro de los hexámeros de agua y, por lo tanto, no conectan las dos redes. El hielo VII tiene una densidad de aproximadamente 1,65 g cm −3 (a 2,5 GPa y 25 ° C (77 ° F; 298 K)), [10] que es menos del doble de la densidad del hielo cúbico que la O – O intra-red las distancias son un 8% más largas (a 0,1 MPa) para permitir la interpenetración. La celda unitaria cúbica tiene una longitud lateral de 3.3501 Å (para D 2 O, a 2.6 GPa y 22 ° C (72 ° F; 295 K)) y contiene dos moléculas de agua. [8]
El hielo VII es la única fase desordenada del hielo que se puede ordenar por simple enfriamiento, [5] [11] y forma hielo VIII (ordenado) por debajo de 273 K hasta ~ 8 GPa. Por encima de esta presión, la temperatura de transición VII-VIII desciende rápidamente, alcanzando 0 K a ~ 60 GPa. [12] Por lo tanto, el hielo VII tiene el campo de estabilidad más grande de todas las fases moleculares del hielo. Las sub-redes de oxígeno cúbico que forman la columna vertebral de la estructura del hielo VII persisten a presiones de al menos 128 GPa; [13] esta presión es sustancialmente más alta que aquella a la que el agua pierde su carácter molecular completamente, formando hielo X . En los hielos de alta presión, la difusión protónica (movimiento de los protones alrededor de la red de oxígeno) domina la difusión molecular, un efecto que se ha medido directamente. [14]
Ocurrencia natural
Los científicos plantean la hipótesis de que el hielo VII puede comprender el fondo del océano de Europa , así como planetas extrasolares (tales como Gliese 436 b , y Gliese 1214 b ) que se realizan en gran parte de agua. [15] [16]
En 2018, se identificó el hielo VII entre las inclusiones encontradas en diamantes naturales. Debido a esta demostración de que el hielo VII existe en la naturaleza, la Asociación Mineralógica Internacional clasificó debidamente al hielo VII como un mineral distinto . [17] El hielo VII se formó presumiblemente cuando el agua atrapada dentro de los diamantes retuvo la alta presión del manto profundo debido a la fuerza y rigidez de la red de diamantes, pero se enfrió a temperaturas superficiales, produciendo el ambiente requerido de alta presión sin alta temperatura. [18]
Referencias
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enlaces externos
- Hunsberger, Maren (21 de septiembre de 2018). "Un nuevo estado del agua revela un océano oculto en el manto de la Tierra" . Buscador : a través de YouTube .
- Woo, Marcus (11 de julio de 2018). "La caza de los océanos ocultos profundos de la Tierra" . Revista Quanta .