Durante mais de um século, os cientistas debateram o comportamento único da água, especialmente as suas propriedades incomuns a baixas temperaturas. Agora, uma equipe da Universidade de Estocolmo forneceu a primeira evidência experimental de um ponto crítico há muito hipotetizado dentro da água super-resfriada – um estado em que o líquido flutua entre dois arranjos moleculares distintos antes de congelar. Esta descoberta, publicada na Science em 26 de março, poderá remodelar a nossa compreensão do papel da água em tudo, desde o clima à biologia.
A busca pelo estado oculto da água
A água não é como a maioria das substâncias. Em baixas temperaturas e alta pressão, pode existir em duas fases líquidas distintas, cada uma ligando moléculas de maneira diferente. À medida que a temperatura aumenta e a pressão cai, essas fases se confundem, criando um estado instável e supercrítico. Esta instabilidade manifesta-se como flutuações selvagens – água aparentemente “indecisa” entre as suas formas líquidas.
Os pesquisadores usaram lasers de raios X ultrarrápidos para sondar a água super-resfriada antes que ela cristalizasse, finalmente observando essa transição. A chave: imaginar o líquido antes de congelar, algo anteriormente impossível. O ponto crítico foi identificado a aproximadamente -63°C (-81°F) e 1.000 atmosferas.
Por que isso é importante
O comportamento bizarro da água intriga os físicos há décadas. Esta descoberta não confirma apenas uma previsão teórica; explica por que a água se comporta de maneira tão diferente de outros líquidos. O ponto crítico é uma região de extrema instabilidade, causando flutuações que se estendem até condições normais.
“A água flutua entre os dois estados líquidos e as misturas dos dois, como se não conseguisse se decidir. São essas flutuações que dão à água suas propriedades incomuns.”
— Professor Anders Nilsson, Universidade de Estocolmo.
O estudo também descobriu que o sistema abranda à medida que se aproxima do ponto crítico, quase ficando preso no estado instável – um fenómeno descrito por um investigador como sendo “como um buraco negro”.
Implicações para a vida e o clima
O fato de a água ser o único líquido supercrítico em condições onde existe vida não passou despercebido aos pesquisadores. Isso é coincidência ou sugere algo mais profundo? As descobertas têm implicações para a compreensão dos sistemas biológicos, processos geológicos e dinâmica climática.
“A próxima etapa é encontrar as implicações destas descobertas sobre a importância da água nos processos físicos, químicos, biológicos, geológicos e climáticos. Um grande desafio nos próximos anos”, afirma o Professor Nilsson. Esta pesquisa fornece uma base para futuras investigações sobre como as propriedades únicas da água moldam o mundo que nos rodeia.
O avanço da equipe foi possibilitado pelo desenvolvimento da tecnologia laser de raios X, que lhes permitiu observar a água sob condições extremas sem que ela congelasse. Isto confirma que o ponto crítico é real e fornece uma nova estrutura para a compreensão da física da água.
