Une forme unique de glace, appelée glace plastique, a été observée pour la première fois, confirmant son existence dans des conditions extrêmes. Cette phase intermédiaire entre liquide et solide se déforme plus facilement que la glace classique. Des recherches menées à l’Institut Laue-Langevin ont permis d’analyser sa structure à de fortes pressions et températures. Ces découvertes pourraient éclairer la formation de lunes glacées comme Europa et Titan, et suggèrent l’existence de glace similaire sur des exoplanètes.
La découverte fascinante de la glace plastique
Une forme singulière de glace, supposée exister dans les profondeurs des océans d’autres planètes, a été confirmée par des scientifiques. Pour la première fois, une phase hybride de l’eau, connue sous le nom de glace plastique, a été observée directement. Cette glace se forme sous des températures et des pressions extrêmes, affichant des propriétés à la fois de la glace solide et de l’eau liquide. Les résultats, publiés le 12 février dans *Nature*, offrent un nouvel éclairage sur la structure interne et les processus des mondes extraterrestres, certains pouvant potentiellement soutenir la vie.
Caractéristiques uniques de la glace plastique
La glace plastique est décrite par la physicienne Livia Bove de l’Université Sapienza de Rome comme un état intermédiaire entre un liquide et un cristal, se montrant plus souple sous pression. Ce terme est utilisé car elle se déforme plus aisément que la glace cristalline classique, possédant une propriété désignée par les scientifiques comme plasticité. Imaginez-la comme une substance qui peut se faufiler à travers de petits espaces tout en restant solide.
La glace que nous connaissons sur Terre, comprenant les glaçons, glaciers et neige, se compose de molécules d’eau formant un réseau hexagonal, souvent désigné comme glace Ih. En dehors de cette forme commune, il existe plus de 20 autres types de glace qui se forment sous différentes conditions de pression et de température. Par exemple, sous des pressions dépassant 20 000 bars, la glace se transforme en glace VII, une structure cubique dense où les molécules d’eau sont ordonnées de manière similaire à un Rubik’s Cube. De plus, une phase théorique nommée glace plastique VII a été prédite, mais sa validation a échappé aux chercheurs pendant de nombreuses années en raison des difficultés expérimentales.
Dans cette récente étude, l’équipe dirigée par Bove a utilisé un nouvel outil à l’Institut Laue-Langevin à Grenoble, capable d’analyser les mouvements moléculaires sous des pressions extrêmes. En exposant des échantillons d’eau à des températures atteignant 326 °C et à des pressions allant jusqu’à 60 000 bars, ils ont pu observer des mouvements moléculaires permettant d’identifier la formation de la glace plastique VII.
À des températures supérieures à 177 °C et à plus de 30 000 bars, l’équipe a découvert une phase de glace avec une structure cristalline cubique et des molécules d’eau tournant à des vitesses similaires à celles des liquides. Cependant, une observation inattendue a révélé que ces molécules semblaient pivoter de manière saccadée, rompant leurs liaisons hydrogène pour se réorienter rapidement.
Selon Baptiste Journaux, scientifique planétaire à l’Université de Washington, la glace plastique VII pourrait avoir été présente lors des premières étapes de formation de lunes glacées telles qu’Europa et Titan, avant que l’eau interne ne s’échappe. Ces découvertes pourraient éclairer l’évolution de ces mondes océaniques.
Au-delà de notre système solaire, des formes similaires de glace pourraient exister dans les profondeurs d’exoplanètes, avec des océans atteignant des milliers de kilomètres. L’étude de la manière dont la glace plastique VII intègre des sels pourrait également offrir des indices sur l’échange de nutriments entre les fonds marins et les océans de ces mondes lointains, enrichissant potentiellement leur écosystème.