Oubliez ce que vous savez sur l'eau. Le 0°C comme point de congélation est une vérité très relative.
Une équipe internationale menée par l'Institut coréen KRISS vient de le prouver en créant de la glace solide à température ambiante. Cette prouesse, révélant la 21ème forme de glace (Glace XXI), a été réalisée en soumettant l'eau à une pression colossale.
Comment est-il possible de geler de l'eau sans la refroidir ?
Le processus ne doit rien au froid, mais tout à la pression. La cristallisation, le passage du liquide au solide, dépend de ces deux facteurs.
Les chercheurs ont utilisé une "cellule à enclumes de diamant dynamique" (dDAC) pour comprimer un minuscule échantillon d'eau. En atteignant 2 gigapascals (GPa), soit 20 000 fois la pression atmosphérique, les liaisons hydrogène se réorganisent. Elles adoptent une structure cristalline stable. L'eau devient glace, même dans une pièce chauffée.
Quelle technologie a permis cette observation ?
Le phénomène est incroyablement fugace. Pour le capturer, l'équipe a dû combiner deux technologies de pointe.
D'abord, leur dDAC maison (cellule à enclumes de diamant dynamique), qui compresse l'échantillon en 10 millisecondes, évitant les perturbations. Ensuite, ils ont pointé le laser à électrons libres européen (XFEL), le plus puissant au monde. Cette combinaison a permis de "filmer" la transformation à l'échelle de la microseconde, révélant une cascade de micro-gelées et de re-fusions ultra-rapides.
À quoi ressemble cette "glace XXI" ?
La glace XXI se distingue de toutes les autres. Sa structure est exceptionnellement complexe, avec une maille élémentaire (l'unité de base du cristal) rectangulaire, aplatie et très grande.
C'est une nouvelle preuve de la richesse des arrangements possibles pour les molécules d'eau. Cette découverte s'ajoute aux 20 autres phases identifiées en un siècle, dans des conditions extrêmes.
Foire Aux Questions (FAQ)
Pourquoi cette découverte est-elle importante ?
Ce n'est pas qu'un exploit technique. La densité de la glace XXI correspond à celle suspectée dans les profondeurs des lunes glacées, comme Europe (Jupiter) ou Encelade (Saturne). Ces mondes sont des candidats majeurs pour abriter la vie extraterrestre. Comprendre comment cette glace exotique se forme nous aide à modéliser la géophysique de ces lunes.
Combien de formes de glace existe-t-il ?
Avec cette nouvelle découverte, il existe désormais 21 phases cristallines connues de la glace. La plupart n'existent que dans des conditions de température et de pression extrêmes, la glace "classique" (Ice Ih) étant celle de nos congélateurs.