L’eau, ce liquide associé à la vie sur Terre, existe sous trois états : gazeux, liquide ou solide. Bien que simple et étudiée depuis des siècles, elle recèle encore bien des mystères. Des chercheurs de l’University College de Londres viennent de découvrir une nouvelle forme de glace. Les résultats publiés dans la revue Science “sont inattendus et très surprenants”, souligne dans le New York Times le chimiste Christoph Salzmann, qui a dirigé les travaux.
Deux atomes d’hydrogène pour un d’oxygène. La formule paraît simple et intuitivement on ne pense pas qu’il existe plusieurs types de glace d’eau. Classiquement, sa forme cristalline consiste en une succession d’hexagones alignés et agencés en couches superposées. En réalité, “l’eau peut se solidifier en deux douzaines de formes différentes, en fonction des conditions de pression et de la vitesse de congélation”, rappelle Nature.
Deux de ces formes sont appelées “glaces amorphes”, car elles ne présentent pas de structures cristallines répétitives mais plutôt un amoncellement de molécules d’eau. La première est qualifiée de glace amorphe de haute densité, car plus dense que l’eau liquide, et la seconde de glace amorphe de basse densité. Inexistantes sur Terre, ces deux formes semblent communes dans l’espace ; ainsi, “les comètes sont considérées comme de gros morceaux de glace amorphe de basse densité”, précise le Pr Salzmann dans Nature.
Les scientifiques croyaient qu’aucune autre forme ne pouvait exister. C’était sans compter sur le hasard.
Une découverte fortuite
Partie pour étudier de petits cristaux de glace d’eau pouvant présenter des propriétés différentes de cristaux plus gros, l’équipe a vite changé son fusil d’épaule. Quand Alexander Rosu-Finsen, postdoctorant dans l’équipe de Christoph Salzmann, a commencé à étudier des cristaux de glace issus d’eau pure refroidie à −200 °C et placée dans un récipient avec des billes d’acier, sa surprise a été grande. Secouée 20 fois par seconde, l’eau s’est retrouvée pulvérisée en une fine poudre de glace. Le chercheur venait de produire de la glace d’eau amorphe d’un nouveau type.
D’une densité proche de celle de l’eau liquide, elle “a été nommée par les chercheurs glace amorphe de densité moyenne” ou MDA (pour medium-density amorphous ice), lit-on dans le New York Times. Selon le New Scientist, “cette MDA pourrait être un ingrédient important des lunes glacées du système solaire extérieur. Ces mondes étranges sont l’objet d’intenses contraintes de cisaillement dues à la gravité de leurs planètes hôtes, ce qui pourrait créer les bonnes conditions pour que de la MDA se forme.”
De plus, les chercheurs ont trouvé une propriété unique à la MDA. Après compression, la MDA ne retrouve pas son état initial et emmagasine ainsi de l’énergie. Il suffit de la chauffer un peu pour qu’elle libère cette énergie, “ce qui pourrait déclencher des tremblements de glace, précise le New York Times. Cela peut vouloir dire que cette nouvelle glace pourrait jouer un rôle dans le modelage, par exemple, de la croûte glacée de la lune jovienne Europe.”
