Estructuras de hielo sacan a la luz misterios del Universo

797521.jpgEn el Universo se encuentran películas de hielo extremadamente gélidas sobre partículas de polvo interestelar, pero no es fácil obtener información detallada sobre la estructura de estas películas, según fuentes científicas. No obstante, ahora se dispone de tecnología muy avanzada que proporciona a los científicos la oportunidad de crear películas de hielo en condiciones de temperatura similares a las del espacio exterior, y también de examinar su estructura molecular. De esta forma podrán indagar y comprender en mayor profundidad diversas cuestiones intrigantes, como la abiogénesis, los orígenes de la vida en la Tierra.

Recientemente, la Fundación Europea de la Ciencia (ESF) celebró un taller para repasar la investigación en las fronteras del conocimiento que se realiza acerca de las estructuras de hielo. En la vida cotidiana asociamos el hielo con el agua congelada que tanto disfrutamos en los refrescos de verano. Pero el hielo es mucho más que eso, como de manifiesto en un taller celebrado en fechas recientes en Granada (España), cuya principal finalidad era generar ideas de cara al futuro establecimiento de una red europea que trate sobre este tema.

Este acontecimiento fue copresidido por el Dr. C. Ignacio Sáinz-Díaz, del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), y por el Dr. Julyan Cartwright, especialista en estructuras de hielo del IACT (afiliado al Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España o CSIC) y también de la Universidad de Granada.

Según el Sr. Cartwright, el estudio de estas estructuras de hielo podría propiciar descubrimientos revolucionarios en otros campos y conducir a numerosas aplicaciones industriales. Hace tiempo que se conocen algunas de las asombrosas propiedades del hielo. Por ejemplo, se trata de la única sustancia no metálica que se expande al congelarse.

En el taller se expusieron numerosas perspectivas teóricas y empíricas, no sólo sobre el hielo de agua, sino también sobre otros tipos de hielo y sólidos condensados a partir de distintos tipos de gases que existen en las condiciones extremas imperantes en el espacio. También se tocaron otros temas como el polimorfismo y el poliamorfismo del hielo, la nucleación, la morfología, la reactividad y la espectroscopia.

Pero el tema principal del taller fue el hielo en el espacio. Este hielo se encuentra en partículas diminutas de polvo, así como en asteroides, cometas, planetas o lunas frías, y en ocasiones en planetas como la Tierra que pueden albergar vida. Quizá el hielo espacial más conocido sea el de los anillos de Saturno. Estos anillos están formados por partículas de hielo, así como por polvo y diversos desechos. A las gélidas temperaturas del espacio, el hielo se forma entre los 3 y los 90 grados sobre cero absoluto (-273,15 grados centígrados).

A estas temperaturas tan bajas, el hielo puede formar a mesoescala (un tamaño por encima de la microescala) estructuras diferentes a las que se forman en el ambiente de la Tierra. En algunos casos pueden ser amorfas, como un vidrio cuyas moléculas están congeladas en el espacio, no como un cristal.

Muchos investigadores han observado que, en condiciones determinadas, el hielo puede dar lugar a formas biomiméticas, es decir, estructuras que parecen imitar organismos vivos, como hojas de palmera, gusanos o, a menor escala, bacterias. Por este motivo, el Dr. Cartwright señaló que un investigador no debe suponer que las formas biomiméticas de los objetos hallados en el espacio, como rocas de Marte, constituyen pruebas de la existencia de vida. “Si alguien halla estructuras que recuerden a un gusano o a la hoja de una palmera en otro planeta, no es para convocar una rueda de prensa de inmediato y anunciar el descubrimiento de vida alienígena“, dijo el Dr. Cartwright.

No obstante, estas estructuras biomiméticas sí dan pie a pensar que la naturaleza puede haber copiado a la física. “Está claro que la biología recurre a la física. ¿Cómo no iba a hacerlo? No debe sorprendernos el hecho de hallar estructuras biológicas que obedecen claramente a principios simples de la física. Si nos remontamos en el tiempo, es razonable postular que, cuando surgió la vida, podría haber servido como continente de ésta algo mucho más sencillo que la membrana celular que conocemos hoy, probablemente una especie de vesícula simple similar a la de las pompas de jabón“, explicó el Dr. Cartwright. “Esta especie de vesícula podemos observarla en ciertos sistemas abióticos, tanto a temperaturas elevadas, en los procesos químicos de las fumarolas del fondo marino (actualmente hay hipótesis que señalan que éstos podrían haber sido origen de vida), como en procesos químicos del hielo marino.

Estos conceptos serán objeto de estudio en algunos proyectos emprendidos a raíz del taller de la ESF.

Para más información: Fundación Europea de la Ciencia e Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra

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