L'acqua costituisce oltre il 70% del nostro pianeta e fino al 60% del nostro corpo.

L'acqua è così comune che la diamo per scontata. Eppure l'acqua ha anche proprietà molto strane rispetto alla maggior parte degli altri liquidi. La sua forma solida è meno densa della sua forma liquida, ecco perché il ghiaccio galleggia; il suo peculiare profilo di capacità termica ha un profondo impatto sulle correnti oceaniche e sul clima; e può rimanere liquido a temperature estremamente basse.

Oltre alla normale acqua e vapore acqueo, o vapore, ci sono almeno 17 forme di ghiaccio d'acqua, e due forme proposte di acqua liquida super-raffreddata.

Nuovo lavoro dei geofisici di Carnegie ad alta pressione Chuanlong Lin, Jesse Smith, Stanislav Sinogeikin, e Guoyin Shen hanno trovato prove del lungo teorizzato, fase liquida dell'acqua a bassa densità difficile da vedere. Il loro lavoro è pubblicato da Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

La normale densità dell'acqua è di un grammo di molecole d'acqua per ogni centimetro cubo. Gli studi sulle anomalie nel comportamento dell'acqua hanno indicato l'esistenza di acqua liquida con densità sia inferiori che superiori a questo standard. Ma osservare sperimentalmente questi fenomeni è stato difficile.

Ogni molecola ha quello che viene chiamato un diagramma di fase, una sorta di grafico che indica come la sua struttura molecolare di massa cambia forma in diverse condizioni di temperatura e pressione. Le parti del diagramma di fase in cui si pensa che si trovi l'acqua a bassa densità sono notoriamente difficili da esplorare, la cosiddetta "terra di nessuno dell'acqua, " perché richiedono un percorso attraverso una serie di specifiche, condizioni molto difficili.

Ma il team di Carnegie è stato in grado di osservare l'acqua a bassa densità come fase intermedia utilizzando una tecnica di decompressione rapida di nuova concezione per trasformare il ghiaccio-VIII della fase cristallina ad alta pressione nel ghiaccio simile al diamante Ic a temperature comprese tra circa -207 e - 163 gradi Fahrenheit (140 e 165 kelvin).

Sofisticate analisi a raggi X hanno confermato l'osservazione della fase acquosa liquida a bassa densità, che è durato solo per circa mezzo secondo a -163 gradi Fahrenheit (160 kelvin).

Quando il ghiaccio VIII è stato decompresso a velocità moderate, formò altre fasi di ghiaccio, indicando che la velocità di decompressione è la chiave per osservare la fase di acqua liquida a bassa densità.

"Il nostro nuovo sviluppo, metodo di decompressione molto veloce è stata la chiave di questa emozionante osservazione dell'acqua liquida a bassa densità come intermedio tra due fasi cristalline, "Shen ha spiegato.