Dos "aguas" se separan a muy baja temperatura y una flota encima de la otra. ¿Abrir las puertas que podrían explicar el origen de la vida en la Tierra?
Está a punto de acabar atropellado, su madre lo salvaNo hay una sola agua, sino dos. Así lo demuestra un estudio realizado por la Universidad de Roma La Sapienza en colaboración con la Universidad de Princeton (EE.UU.). Las "aguas" se separan a muy baja temperatura y una flota sobre la otra. Un descubrimiento que abre las puertas a nuevos mundos que podrían explicar el origen de la vida en la Tierra.
Una revolución para la química que siempre ha reconocido como indiscutible la estructura del agua, un líquido tan particular que nos permitía sobrevivir. Y, en cambio, podemos argumentar que ya no es ni obvio ni único.
Hasta ahora, toda la comunidad científica ha dado por sentado que el agua, compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, estaba estructurada en una estructura precisa y "rígida", con el oxígeno de una molécula que atrae hidrógenos de la 'otra (enlaces de hidrógeno), formando una arquitectura compleja con un punto de ebullición muy alto en comparación con otros líquidos, y sobre todo una forma sólida (hielo) menos densa que la líquida y por tanto flotando sobre ella.
Es increíble decirlo, pero precisamente esta flotabilidad ha permitido que la vida marina sobreviva, porque las capas de hielo que a bajas temperaturas se forman en la superficie de los espejos de agua naturales "protegen" el agua subyacente, que en sí misma no se congela y por eso continúa albergando vida.
Todo sigue siendo muy cierto y confirmado, pero hoy sabemos que este no es siempre el caso: a muy bajas temperaturas se genera una "competencia" entre dos fases líquidas distintas, con densidades diferentes y de las cuales la antes desconocida está mucho más "desordenada", y el paso entre las dos "aguas" constituye un verdadero transición de fase (como es la transición de líquido a sólido por ejemplo).
© Universidad de Roma La Sapienza
Los investigadores realizaron el estudio mediante simuladores, utilizando los modelos más modernos disponibles actualmente, demostrando que por debajo de la temperatura de -180 Kelvin (alrededor de -9 °C) la densidad del líquido comienza a oscilar entre dos valores: líquido de baja densidad y líquido de alta densidad.
“Como el hielo flotando en el agua - explica Francesco Sciortino, coautor del trabajo - por debajo de los 180 grados Kelvin, el agua de baja densidad flota sobre el agua de alta densidad. Hemos demostrado, con modelos bastante precisos, un punto crítico para la transición líquido-líquido: la prueba teórica que se necesitaba para convencer a la comunidad científica de que es posible tener un sistema puro (un solo componente) con más de una fase líquida.
Los autores han resuelto en particular las ecuaciones de movimiento que describen la evolución del líquido para ben 100 mil millones de veces seguidas cubriendo así un intervalo de tiempo de unos 100 microsegundos, observándose la transición entre las dos fases líquidas que se produce en decenas de microsegundos.
"Gracias a este trabajo - concluye Sciortino - tenemos un modelo y datos numéricos precisos que nos permitirán en el futuro observar la estructura molecular a escala subnanométrica, para demostrar experimentalmente esta transición de fase y descartar así escenarios termodinámicos que resultaron inadecuados para comprender su existencia”.
En resumen, ahora de los números a los experimentos. Y quién sabe si estos no nos dirán aún más, dándonos la oportunidad de mirar elorigen de la vida desde una ventana más "cómoda".
La investigación fue publicada en Science.
Fuentes de referencia: Universidad de Roma La Sapienza / Science
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