Des chercheurs ont identifié une 21e forme de glace, nommée Glace XXI. Cette nouvelle phase de l'eau peut exister à température ambiante, mais nécessite une pression colossale pour sa création. Cette découverte pourrait avoir des implications pour la compréhension des environnements extrêmes dans l'espace.
Points Clés
- Une 21e phase de glace, la Glace XXI, a été découverte.
- Elle est créée à température ambiante sous 2 gigapascals de pression.
- Sa structure cristalline est inhabituelle et complexe.
- La découverte utilise une cellule à enclume de diamant dynamique.
- Elle pourrait aider à comprendre les lunes glacées de Jupiter et Saturne.
Découverte d'une forme de glace inédite
Une équipe internationale de scientifiques, incluant des chercheurs du Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS), a annoncé la découverte d'une nouvelle phase de glace. Cette forme, baptisée Glace XXI, s'ajoute aux vingt structures cristallines de glace déjà connues. Cette avancée modifie notre compréhension des états de l'eau.
La Glace XXI se distingue par sa capacité à se former à température ambiante. Cependant, elle exige des conditions de pression extrêmes. Ces conditions sont bien supérieures à celles rencontrées au fond des océans les plus profonds de la Terre.
Fait Intéressant
La pression nécessaire pour créer la Glace XXI est d'environ 2 gigapascals, soit près de 20 000 fois la pression atmosphérique standard à la surface de la Terre.
La méthode de création révolutionnaire
Pour obtenir la Glace XXI, les scientifiques ont utilisé un appareil de pointe : une cellule à enclume de diamant dynamique (dDAC). Cet équipement diffère des cellules à enclume de diamant traditionnelles. Ces dernières compriment les échantillons de manière progressive, ce qui peut entraîner une cristallisation indésirable.
La dDAC, en revanche, comprime l'eau presque instantanément, en seulement 10 millisecondes. Cette compression rapide minimise les chocs mécaniques. Elle a permis de pousser l'eau dans une plage de pression habituellement associée à une autre phase de glace, la Glace VI, mais a forcé la formation d'une structure inédite.
« La densité de la Glace XXI est comparable à celle des couches de glace à haute pression présentes dans les lunes glacées de Jupiter et Saturne. »
Une structure cristalline unique
La structure de la Glace XXI est particulièrement inhabituelle. Les scientifiques ont observé qu'elle possède une maille élémentaire gigantesque et complexe. Cette maille est l'unité répétitive la plus petite d'un réseau cristallin. Elle est bien plus grande que celles des phases de glace connues auparavant.
Son réseau cristallin forme une forme rectangulaire aplatie. Les deux bords de sa base sont de longueur égale. Cette configuration atomique unique la rend distincte des autres phases de glace identifiées au cours du dernier siècle.
Contexte des phases de glace
L'eau peut se cristalliser à différentes températures et pressions. Cela modifie la façon dont les molécules d'eau s'empilent. Au fil du temps, les scientifiques ont identifié au moins 20 structures solides uniques, ou « phases », de glace. La glace que nous connaissons sur Terre, formée en dessous de 0 °C à pression atmosphérique standard, n'est qu'une de ces phases.
Implications pour l'exploration spatiale
Bien que cette découverte semble très technique, elle pourrait avoir des répercussions concrètes. Elle pourrait notamment influencer notre compréhension de la Terre et d'autres mondes. La Glace XXI pourrait fournir des indices précieux pour l'exploration des origines de la vie dans des environnements extrêmes de l'espace.
La similarité de sa densité avec les couches de glace des lunes joviennes et saturniennes suggère son rôle potentiel. Ces lunes, comme Europe ou Encelade, sont des cibles privilégiées dans la recherche de vie extraterrestre. Comprendre les propriétés de la glace sous ces pressions extrêmes est crucial.
La recherche continue
Cette nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Materials, ouvre de nouvelles avenues de recherche. Elle invite à explorer davantage les comportements de l'eau dans des conditions extrêmes. Les scientifiques pourront mieux modéliser les intérieurs des corps célestes glacés. Ces travaux pourraient également inspirer de nouvelles technologies sur Terre.
La capacité de l'eau à former différentes structures sous pression et température variables reste un domaine d'étude fascinant. Chaque nouvelle phase découverte ajoute une pièce au puzzle complexe de la matière et de ses propriétés.
