Cientistas da Universidade de Chicago realizaram simulações quânticas para simular o comportamento da água em condições extremas no manto terrestre. O artigo dos pesquisadores foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. O trabalho científico é resumido em um comunicado à imprensa no EurekAlert!
Em temperatura e pressão ultra-altas, a água começa a exibir propriedades anômalas, estando simultaneamente em diferentes fases. Pode ser líquido quando a temperatura do meio for 10 vezes superior ao ponto de ebulição, e ainda combinar os sinais de um líquido e de um sólido.
Cientistas simularam condições usando um supercomputador, aumentando a temperatura e a pressão do ambiente em que as moléculas de água estão localizadas, a valores que, respectivamente, são 40 vezes e 100 mil vezes superiores às condições normais. É impossível conduzir tal experimento em laboratório, pois a água começa a entrar em reações químicas com o material do equipamento. Para simplificar, os pesquisadores analisaram apenas um pequeno número de moléculas de H2O, examinando seus estados quânticos sob condições extremas.
Os pesquisadores demonstraram que a uma temperatura de 1000 Kelvin (726 graus Celsius) e uma pressão de 11-20 gigapascals (GPa), a água está em uma fase líquida e rapidamente se dissocia em íons, que imediatamente se recombinam. Esse processo é realizado por um mecanismo bimolecular, quando a energia cinética de duas moléculas é tão alta que elas decaem com a colisão. Os íons de vida curta resultantes desempenham o papel de portadores de carga, o que explica por que a condutividade elétrica da água em um ambiente tão extremo é de 6 a 7 ordens de magnitude maior do que em condições normais. Nesse caso, as ligações de hidrogênio entre as moléculas, proporcionando um estado líquido, são retidas pelo menos em pressões de até 20 gigapascais.
