'Ghiaccio bollente' all'interno dei pianeti

[Scolari]

Simulazioni al computer hanno mostrato che potrebbe esistere nella cosiddtta forma di "ghiaccio VII", una fase del ghiaccio che si manifesta in condizioni di alta pressione.



Una nuova ricerca che ha tracciato con precisione la curva di fusione dell’acqua a pressioni comprese tra 350.000 e 450.000 atmosfere, simile a quelle stimate per l’interno di Nettuno, Urano e della Terra, apre la possibilità che l’acqua esista in forma solida nelle profondità di pianeti.



Grazie a simulazioni del primo principio della dinamica molecolare i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory in collaborazione con i colleghi dell’Università della California a Davis hanno utilizzato un approccio in due fasi per determinare la temperatura di fusione del ghiaccio VII (una fase del ghiaccio in condizioni di alta pressione) nell’intervallo di pressione compreso tra 100.000 e 500.000 atmosfere.

In particolare, il gruppo guidato da Eric Schwegler ha trovato che a pressioni tra 100.000 e 400.000 atmosfere il ghiaccio fonde come un solido molecolare (simile al modo in cui il ghiaccio fonde in una bibita fredda). Ma oltre le 450.000 atmosfere, c’è un brusco incremento nella pendenza della curva di fusione dovuta alla dissociazione molecolare e alla diffusione protonica nel solido, prima della fusione, che determina la cosiddetta fase solida superionica.

Determinare la curva di fusione dell’acqua è importante in molti campi della scienza, compresa la fisica, la chimica e le scienze planetarie.

È stato ipotizzato in passato che le fredde zone di subduzione terrestri possano intersecarsi con la curva di fusione ad alta pressione dell’acqua, una circostanza, questa, che avrebbe importanti implicazioni per la composizione e il trasporto dei materiali nell’interno dei pianeti così come per la loro evoluzione a lungo termine.

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