Conosciamo una ventina di tipi diversi di ghiaccio, ciascuno con il suo particolare reticolo cristallino, ma secondo alcune stime potrebbero essercene più di trecento ancora da scoprire. Un nuovo tipo è stato appena individuato quasi per caso dai ricercatori dello University college di Londra durante un esperimento degno di un cocktail bar.

Senza avere uno scopo preciso, quasi per gioco, gli scienziati hanno mescolato energicamente del ghiaccio comune e delle sfere d’acciaio in un mulino a biglie, raffreddato a duecento gradi sottozero grazie all’azoto liquido. Invece di ghiaccio tritato perfetto per un gin tonic, però, hanno prodotto un nuovo tipo di ghiaccio, diverso da quelli noti.

Le molecole d’acqua non avevano la normale struttura chimica ordinata, ma erano in disordine all’interno di una struttura amorfa. Si tratta dello stesso stato molecolare dell’acqua liquida, riscontrato però in questo caso in un solido. I ricercatori l’hanno chiamato “ghiaccio amorfo a media densità”.

La scoperta è sorprendente, anche se i solidi amorfi non sono del tutto sconosciuti. Il vetro, la plastica e perfino i gel sono solidi non cristallini con atomi e molecole non organizzati in un reticolo preciso. E conoscevamo già due tipi di ghiaccio amorfo, uno ad alta e uno a bassa densità. Quello appena scoperto è una via di mezzo tra i due.

Secondo i ricercatori, il ghiaccio amorfo a media densità, che ha l’aspetto di una polvere bianca molto fina, potrebbe essere presente in natura nelle lune ghiacciate di Giove e Saturno, due enormi pianeti gassosi, dove le forze di marea esercitano sul ghiaccio comune forze di taglio simili a quelle prodotte dal mescolamento con sfere d’acciaio in un mulino a biglie. Sotto i chilometri di ghiaccio di quei mondi alieni, il ghiaccio amorfo a media densità potrebbe causare movimenti tettonici e perfino “ghiaccimoti”, considerando la grande quantità di calore che rilascia quando è riscaldato e risolidificato.

Gli scienziati hanno definito la nuova scoperta “acqua vetrosa” perché è la copia perfetta dell’acqua liquida in forma solida proprio come il vetro lo è della silice liquida.

“Abbiamo dimostrato che è possibile creare un tipo d’acqua che sembra quasi in ‘stop-motion’. È una scoperta inaspettata e abbastanza incredibile”, afferma Andrea Sella, chimico dello University college di Londra e coautore dello studio.

“L’acqua è alla base della vita. La nostra esistenza dipende dall’acqua. Progettiamo missioni spaziali per cercarla. Ma dal punto di vista scientifico non l’abbiamo ancora capita del tutto”, dice Christoph Salzmann, collega di Sella e principale autore dello studio.

In effetti ci sono molti aspetti bizzarri e poco compresi dell’acqua. Per esempio, raggiunge la densità massima a quattro gradi, ma quando ghiaccia, contro ogni aspettativa, diventa meno densa. È per questo che il ghiaccio galleggia. Un’altra stranezza è che più si esercita pressione sull’acqua più è facile comprimerla, mentre per la maggior parte dei liquidi succede l’opposto.

Nel corso dell’esperimento, gli scienziati hanno analizzato il ghiaccio amorfo a media densità con sofisticati strumenti di analisi molecolare e chimica, tra cui il microscopio elettronico, la diffrazione dei raggi X e la spettroscopia Raman. Presto inoltre lo sottoporranno ai potenti raggi X emessi da un sincrotrone. L’obiettivo è conoscere più a fondo questa misteriosa forma d’acqua. ◆ sdf