Può sembrare un paradosso: ghiaccio a temperatura ambiente. Eppure è proprio ciò che un gruppo internazionale di scienziati è riuscito a ottenere, aprendo un nuovo capitolo nella comprensione della materia più comune — e misteriosa — del pianeta: l’acqua.
Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature, descrive una nuova fase dell’acqua solida, battezzata ghiaccio XXI, formata grazie a una tecnica di compressione ultrarapida sviluppata dai ricercatori del Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) in collaborazione con il centro tedesco DESY HIBEF e lo XFEL Europe.
Una forma di ghiaccio mai vista prima
L’acqua è nota per la sua straordinaria versatilità fisica: oltre venti fasi di ghiaccio diverse sono già state catalogate, ciascuna con una propria struttura molecolare e un comportamento unico. Tuttavia, il ghiaccio XXI non somiglia a nessuna di queste.
A differenza del ghiaccio che conosciamo — quello che si forma a 0 °C — questa nuova fase si forma a temperatura ambiente, ma solo se l’acqua viene sottoposta a pressioni estreme in un brevissimo intervallo di tempo.
Durante la sperimentazione, gli scienziati hanno compresso l’acqua liquida così rapidamente da impedirle di cristallizzare nelle forme note, ottenendo una condizione chiamata “acqua supercompressa”. Da qui, l’improvvisa comparsa del ghiaccio XXI: una forma metastabile, cioè in grado di esistere per un certo periodo anche al di fuori delle condizioni estreme che l’hanno generata.
Le regole del ghiaccio, riscritte
“La rapida compressione dell’acqua le consente di rimanere liquida fino a pressioni molto elevate, dove normalmente sarebbe già ghiaccio VI”, spiega Geun Woo Lee, uno degli autori dello studio e scienziato del KRISS.
Il ghiaccio VI è una delle fasi più studiate dell’acqua: si forma a temperature inferiori ma sotto forti pressioni, come quelle presenti nel cuore di lune ghiacciate quali Ganimede e Titano. Il fatto che una nuova forma possa comparire a temperatura ambiente potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della fisica planetaria.
“La struttura in cui cristallizza l’H₂O dipende dal grado di supercompressione del liquido,” aggiunge la ricercatrice Rachel Husband del team DESY HIBEF. “I nostri risultati suggeriscono che potrebbero esistere molte altre fasi metastabili del ghiaccio ad alte temperature, ancora da scoprire.”
Un indizio per comprendere mondi lontani
Il ghiaccio XXI non rappresenta solo una curiosità di laboratorio: ha implicazioni che vanno ben oltre la Terra.
Nei mondi ghiacciati del Sistema Solare — come Europa, Encelado o Titano — l’acqua si trova intrappolata sotto croste spesse e sottoposta a pressioni enormi. Capire come e quando si formano nuove fasi del ghiaccio potrebbe aiutare gli scienziati a ricostruire l’evoluzione interna di questi corpi celesti, e a valutare la possibilità che ospitino oceani liquidi sotto la superficie.
Queste scoperte potrebbero anche affinare i modelli climatici planetari e migliorare le tecnologie che impiegano il ghiaccio e l’acqua in condizioni estreme, come nel caso delle missioni spaziali o della fisica dei materiali ad alta pressione.
Un nuovo orizzonte per la ricerca sull’acqua
L’acqua è una sostanza semplice nella formula — H₂O — ma ancora enigmatica nei comportamenti. Dalle anomalie termiche alla capacità di assumere forme cristalline inaspettate, continua a sorprendere gli scienziati.
Per Sakura Pascarelli, Direttore Scientifico di XFEL Europe, questa scoperta è solo l’inizio:
“È fantastico vedere un altro grande risultato del nostro Water Call, un’iniziativa che invita gli scienziati a proporre studi innovativi sull’acqua. Non vediamo l’ora di assistere a nuove scoperte altrettanto entusiasmanti.”
Con la scoperta del ghiaccio XXI, gli scienziati hanno non solo aggiunto un nuovo capitolo al manuale della fisica, ma anche aperto una finestra sul futuro della ricerca planetaria e dei materiali.
Un paradosso che si scioglie nella scienza
Il ghiaccio che si forma a temperatura ambiente potrebbe sembrare una contraddizione, ma è un simbolo potente di come la scienza continui a sfidare i limiti del possibile.
Ogni nuova fase dell’acqua ci insegna qualcosa di più su noi stessi, sulla Terra e sull’universo che abitiamo.
E il ghiaccio XXI, con la sua fragile esistenza tra solidità e liquido, ci ricorda che anche la materia più comune può nascondere segreti straordinari.
Foto di Giorgio Trovato su Unsplash
