Une découverte fascinante révèle l’existence d’un nouvel état de l’eau, le « glace plastique VII ». Observé dans des conditions extrêmes, cet état combine des caractéristiques de l’eau solide et liquide. Il pourrait exister sur des mondes extraterrestres, offrant une perspective intrigante sur l’univers et les potentiels de la matière.
Le nouveau statut de l’eau, appelé glace plastique VII, pourrait se trouver dans des mondes extraterrestres, dans des conditions de haute pression et température : il s’agit d’un état hybride, qui allie des propriétés à la fois de la glace et de l’eau à l’état liquide, où les molécules forment un réseau cubique rigide, tout en étant capables de tourner rapidement.
L’eau est la troisième molécule la plus abondante dans l’univers, ainsi qu’un composant clé des intérieurs de lunes glaciaires, de planètes géantes et d’exoplanètes similaires à Uranus et Neptune
Un nouvel état de l’eau, qui s’ajoute aux états solides, liquides et gazeux traditionnels, a été observé pour la première fois par des scientifiques, qui ont fourni la preuve de l’existence de la glace plastique VII, un état de l’eau qui pourrait exister sur des mondes extraterrestres. Pour se former, la glace plastique VII nécessite des températures et des pressions incrediblement élevées, qui ont été atteintes dans les laboratoires de l’Institut français Laue-Langevin (ILL), où les chercheurs ont décrit cette première absolue de cet état de l’eau, qui combine à la fois des propriétés de la glace et de l’eau à l’état liquide.
Étonnamment, il n’est pas question d’un film de science-fiction, mais bien d’une nouvelle étude publiée dans Nature : en appliquant des pressions atteignant six gigapascals (60 000 fois la pression atmosphérique sur Terre) et en chauffant l’eau à des températures allant jusqu’à 327 °C, les chercheurs ont réussi à observer expérimentalement la glace plastique VII, un état si particulier qu’il a été qualifié d’exotique par les scientifiques.
“Dans la glace plastique VII, les molécules d’eau forment une structure cubique rigide, mais présentent un mouvement rotatoire rapide qui rappelle celui de l’eau liquide”, a expliqué la docteure Livia Eleonora Bove, directrice de recherche au Centre national français de la recherche scientifique CNRS, professeure associée à l’Université La Sapienza de Rome et scientifique associée à l’École fédérale polytechnique de Lausanne (EPFL). C’est un état hybride, qui allie des propriétés de l’eau à l’état solide et de l’eau liquide.”
Qu’est-ce que la glace plastique VII, l’état de l’eau dans des conditions extrêmes
La glace plastique VII est un état de l’eau qui se trouve dans des conditions extrêmes, comme celles qui pourraient exister sur des mondes extraterrestres. Pour en arriver à cet état, l’eau doit en effet être comprimée à des pressions de 6 gigapascals et chauffée à des températures allant jusqu’à 327 °C, c’est-à-dire dans des conditions thermodynamiques si difficiles qu’elles n’ont été atteintes sur Terre que grâce à l’infrastructure technologique de l’ILL, qui a également permis d’étudier la structure moléculaire de l’eau dans cet état.
Une des techniques utilisées pour les analyses a été la diffusion de neutrons quasi-élastiques (QENS), grâce à laquelle les mouvements de minuscules particules à l’intérieur des substances peuvent être suivis par les neutrons.
“La capacité de QENS à sonder tant la dynamique de translation que celle de rotation représente un avantage unique pour l’exploration de ces transitions de phase exotiques par rapport à d’autres techniques spectroscopiques”, a affirmé Maria Rescigno, doctorante à l’Université Sapienza et première autrice de l’étude. Les mesures QENS, en particulier, ont suggéré que la glace plastique VII a un mécanisme de rotation moléculaire différent du comportement du rotor libre initialement prévu.”
Cela indique que, bien qu’étant piégées dans un réseau cristallin cubique, dans l’état de glace plastique VII, les molécules d’eau ne sont pas libres de tourner librement mais montrent des “sauts rapides d’orientation”, comme ceux observés dans les cristaux pressurisés de néopentylglycol et dans certaines autres molécules organiques.
Selon les chercheurs, les conditions dans lesquelles la glace plastique VII existe suggèrent que cet état pourrait caractériser des mondes glacés, comme Neptune ou la lune de Jupiter, Europe, peut-être en tant que précurseur d’un autre état insolite de l’eau, qui se forme à des températures et pressions encore plus élevées et qui, pour l’instant, n’est que théorisé.