Los científicos de la Universidad de Chicago han realizado simulaciones cuánticas para simular el comportamiento del agua en condiciones extremas que se encuentran en el manto de la Tierra. El artículo de los investigadores se publicó en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. El trabajo científico se resume en un comunicado de prensa sobre EurekAlert!.
A temperaturas y presiones ultra altas, el agua comienza a presentar propiedades anómalas, estando simultáneamente en diferentes fases. Puede ser líquido cuando la temperatura del medio es 10 veces mayor que el punto de ebullición, y también combinar los signos de un líquido y un sólido.
Los científicos simularon condiciones utilizando una supercomputadora, aumentando la temperatura y presión del ambiente en el que se encuentran las moléculas de agua, a valores que, respectivamente, son 40 veces y 100 mil veces superiores a las condiciones normales. Es imposible realizar un experimento de este tipo en un laboratorio, ya que el agua comienza a entrar en reacciones químicas con el material del equipo. Para simplificar, los investigadores observaron solo una pequeña cantidad de moléculas de H2O al examinar sus estados cuánticos en condiciones extremas.
Los investigadores han demostrado que a una temperatura de 1000 Kelvin (726 grados Celsius) y una presión de 11-20 gigapascales (GPa), el agua está en fase líquida y se disocia rápidamente en iones, que se recombinan inmediatamente. Este proceso se lleva a cabo mediante un mecanismo bimolecular, cuando la energía cinética de dos moléculas es tan alta que decaen al chocar. Los iones resultantes de vida corta desempeñan el papel de portadores de carga, lo que explica por qué la conductividad eléctrica del agua en un entorno tan extremo es 6-7 órdenes de magnitud más alta que en condiciones normales. En este caso, los enlaces de hidrógeno entre las moléculas, que proporcionan un estado líquido, se retienen al menos a presiones de hasta 20 gigapascales.
