El hecho de que el hielo flote sobre el agua líquida forma parte de nuestra experiencia cotidiana. Sin embargo, se trata de un fenómeno que, en cierta manera, desafía las leyes mediante las que se comportan el resto de sustancias de la naturaleza. El H2O posee unas características peculiares respecto a otros elementos, y son estas propiedades las que hacen que este, el elemento primordial de la vida, se haya encargado de asegurar el éxito de las criaturas vivientes de la Tierra.

Consciente de estas peculiaridades, y con la intención de estudiar en profundidad las características del agua a una temperatura por debajo de los 0 grados, un equipo internacional de investigadores ha logrado que el agua se mantenga líquida a -43 grados centígrados. Si bien otros experimentos habían observado con anterioridad esta extraordinaria capacidad, lo innovador del estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, reside en la técnica empleada para medir su temperatura.

El equipo científico inyectó gotitas de agua de unas 6 micras de diámetro, todas con el mismo tamaño, en una cámara a vacío, y para saber si seguían siendo líquidas las iluminaron con un haz láser focalizado. Cuanto más viajaban las gotitas por el espacio vacío, a una velocidad de 72 kilómetros por hora, más se enfriaban por evaporación superficial.

«La clave para obtener con gran precisión la temperatura de las gotitas reside en analizar la frecuencia o longitud de onda, que ‘rebota’ en la propia gota de agua», ha explicado a Muy Interesante el investigador José María Fernández, del Instituto de Estructura de la Materia y miembro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Así, el equipo observó una correlación entre estos modos de resonancia y el tamaño de la gota, que, a su vez, pudieron relacionarlo con la temperatura: a menor tamaño, menor era también la temperatura.

«Analizando las frecuencias de la luz que resonaba en las gotitas fuimos capaces de medir la temperatura de este agua, con una precisión de 0,6 grados” explica Fernández.

Las peculiaridades del agua

El agua posee una serie de propiedades anómalas, como su densidad. Su forma sólida es menos densa que la líquida, una característica que ha permitido, por ejemplo, preservar la vida en el fondo de lagos helados durante las glaciaciones.

Además, el hecho de que el fundido de los casquetes polares no modifique el nivel del mar ha sido definitivo para regular el clima del planeta. «Si colocas un cubito de hielo en un vaso de agua y observas cómo se derrite, verás que el nivel de agua se mantiene constante en el vaso», ejemplifica Fernández.

El origen de las peculiares propiedades del agua, que no posee casi ninguna otra sustancia, reside en cómo se comportan sus moléculas o, más concretamente, cómo están enlazadas entre sí.

El secreto está en los puentes de hidrógeno, formando una red tridimensional entre las moléculas de hidrógeno. Esta explicación sería la responsable de las anomalías que hemos descrito anteriormente, aunque aún no existe una explicación molecular detallada.

Ante la evidencia de que el agua es una sustancia que se comporta de manera única, y que es esencial para la vida, es inevitable preguntarse si podría existir agua líquida a temperaturas nunca vistas en la Tierra en otros rincones del universo.

«Hay que tener en cuenta que las gotitas de agua líquida a 43 grados bajo cero del experimento tuvieron una vida de apenas unos milisegundos», reconoce el investigador. «No es fácil que en la naturaleza exista agua en estas condiciones, aunque se han detectado microgotas líquidas a -35 ºC en nubes altas de la atmósfera terrestre», manifiesta.

No obstante, Fernández sí reconoce que bajo estados extraordinarios de presión, el agua podría comportarse de formas que no esperamos. Esto lleva a pensar que, tal vez, puedan darse las condiciones para que exista agua líquida en temperaturas extremadamente bajas, por ejemplo, bajo el hielo de lunas como Europa o Encélado, pudiendo así albergar vida extraterrestre en sus hipotéticos océanos.

Con información de Muy Interesante