L’eau est ce qu’il y a de plus abondant sur terre. En plus des multiples sources naturelles comme les fleuves ou les océans, elle compose la majeure partie de tous les organismes vivants. Mais elle est aussi utile de par ses propriétés physiques hors du commun.

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En plus de s’évaporer à une température de 100 °C, l’eau a la particularité de se transformer en glace si on la refroidit à 0 °C. Et cette dernière spécificité est encore sujette à de nombreuses recherches et découvertes scientifiques qui pourraient révolutionner le mode de formation de la glace…

Température et pression extrêmes

Au cours des années 1980, une expérience a démontré que le fait de geler de l’eau dans de la glace à température extrême et sous une très forte pression aboutissait à la formation d’un type inédit de glace amorphe. À l’époque, ce phénomène avait été relié à la forme liquide de l’eau. Mais cette supposition est désormais remise en cause.

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Les scientifiques du laboratoire national d’Oak Ridge ont tenté une nouvelle approche afin d’analyser les propriétés de la glace amorphe à haute densité. Ils ont mis sur pied un processus d’enchaînement de glace cristalline.

« Si les résultats de notre expérience sont vérifiés, on en conclurait que ce n’est pas l’eau liquide qui est responsable de la formation de glace amorphe, mais plutôt une transformation entre 2 phases cristallines qui n’a pas pu aller à son terme », précise Dennis Klug, spécialiste des matériaux au Conseil national de recherches du Canada.

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Des scientifiques qui voulaient créer une glace rare sont tombés sur quelque chose d'encore plus étrange - sciences-et-technologies, biologie - vie, Transition de phase, température, Structure cristalline, Sphère, science, recherche, Pression atmosphérique, Pression, physique, océan, Noyau (planète), Niveau de la mer, Neutron, Molécule, Matériau, Liquide, Laboratoire national d'Oak Ridge, Glace amorphe, glace, Fusion (physique), expérience, études, eau, densité, Degré Celsius, Cristal, Années 1980
Kim Hansen/Wikipedia Commons

Inédit

L’équipe avait pour objectif l’étude des remodelages de la glace amorphe en fonction de l’augmentation de la température. Elle prévoyait un réarrangement des molécules désordonnées en réseau ordonné du fait de la fonte de la glace amorphe. Laquelle était produite à partir d’une sphère d’eau de 3 millimètres. Cette eau avait la particularité de posséder un neutron supplémentaire dans le noyau d’hydrogène. Les chercheurs se sont par la suite intéressés aux conditions d’expérimentation, ils ont à la fois fait baisser la température de la sphère à -173 °C et hausser la pression de manière graduelle de sorte qu’elle devienne 28 000 fois supérieure à la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer.

Toutefois, l’examen de la molécule a révélé la transformation séquentielle de la glace en 4 formes cristallines. Pour Klug, c’est un fait inédit. « C’est la première fois que je vois l’apparition de formes cristallines de ce type dans ce genre de conditions de pression et de température », dit-il.

Pour les chercheurs, cette transition lors du passage d’une eau de faible densité à une eau de haute densité pourrait résulter du deuxième point critique. Mais il se pourrait que ce dernier soit carrément inexistant. De quoi donner du fil à retordre aux scientifiques !


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