Lorsque la mission Europa Clipper arrivera sur la lune lointaine de Jupiter, elle cherchera à trouver des sources d’eau qui pourraient être présentes sous la surface sous forme de glace. Avant son lancement, des scientifiques ont découvert une nouvelle forme de glace qui pourrait être présente dans ces mondes lointains.
Les scientifiques qui étudient les propriétés de l’eau sous haute pression ont découvert une nouvelle phase baptisée Ice-VIIt, une phase intermédiaire et tétragonale entre la phase cubique, Ice-VII, et Ice-X. Ils ont déclaré qu’il était peu probable de trouver cette phase unique à la surface de la Terre, mais qu’elle pourrait être un ingrédient commun dans le manteau de la Terre ainsi que dans les grandes lunes et les planètes riches en eau en dehors de notre système solaire.
L’étude publiée dans Physical Review B a mis au point une nouvelle méthode pour mesurer les propriétés de l’eau sous haute pression. Dirigée par des chercheurs du département de physique et d’astronomie de l’université du Nevada à Las Vegas, l’équipe a pressé l’échantillon d’eau entre les pointes de deux diamants opposés, le faisant geler en plusieurs cristaux de glace pêle-mêle.
Selon l’université, le fait d’appliquer un peu de force aux diamants a permis aux chercheurs de recréer des pressions aussi élevées que celles que l’on trouve au centre de la Terre.
La glace a ensuite été soumise à une technique de chauffage au laser qui l’a fait fondre temporairement avant qu’elle ne se transforme rapidement en une collection de petits cristaux ressemblant à de la poudre. « En augmentant progressivement la pression et en la soumettant périodiquement à un faisceau laser, l’équipe a observé la glace d’eau passer d’une phase cubique connue, Ice-VII, à la phase intermédiaire récemment découverte », a déclaré l’équipe dans un communiqué.
En pressant l’échantillon d’eau entre ces diamants, les scientifiques ont amené les atomes d’oxygène et d’hydrogène dans une variété d’arrangements différents, y compris le nouvel arrangement découvert, Ice-VIIt. La recherche a non seulement permis de découvrir une nouvelle phase de la glace, mais elle a également montré que la transition vers l’Ice-X s’est produite à des pressions près de trois fois inférieures à ce que l’on pensait auparavant – à 300 000 atmosphères au lieu de 1 million.
Dirigée par Zach Grande, étudiant en doctorat à l’université du Nevada à Las Vegas, l’étude aide à comprendre le comportement de l’eau à haute pression qui pourrait être présente à l’intérieur de planètes lointaines.
« Le travail de Zach a démontré que cette transformation vers un état ionique se produit à des pressions beaucoup, beaucoup plus basses que ce que l’on pensait auparavant. C’est la pièce manquante, et les mesures les plus précises jamais réalisées sur l’eau dans ces conditions », a déclaré le physicien Ashkan Salamat.
Cette nouvelle étude pourrait aider les astronomes à comprendre la composition des exoplanètes. Les chercheurs supposent que la phase Ice-VIIt de la glace pourrait exister en abondance dans la croûte et le manteau supérieur des planètes riches en eau prévues en dehors de notre système solaire, ce qui signifie qu’elles pourraient avoir des conditions habitables pour la vie.
