Il n'y a pas qu'une seule eau, mais deux. C'est ce que montre une étude menée par l'Université de Rome La Sapienza en collaboration avec l'Université de Princeton (USA). Les "eaux" se séparent à très basse température et l'une flotte sur l'autre. Une découverte qui ouvre les portes de nouveaux mondes qui pourraient expliquer l'origine de la vie sur Terre.
Une révolution pour la chimie qui a toujours reconnu la structure de l'eau comme incontestable, un liquide si particulier qu'il nous a permis de survivre. Et au lieu de cela, il peut être discuté, ce n'est plus ni évident ni unique.
Jusqu'à présent, toute la communauté scientifique tenait pour acquis que l'eau, composée de deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène, était structurée en une structure précise et «rigide», avec l'oxygène d'une molécule qui attire les hydrogènes du d'autres ( liaisons hydrogène ), formant une architecture complexe avec un point d'ébullition très élevé par rapport à celui d'autres liquides, et surtout une forme solide (glace) moins dense que la liquide et donc flottant dessus.
Incroyable à dire, mais précisément cette flottabilité a permis à la vie marine de survivre, car les couches de glace qui se forment à basse température à la surface des miroirs d'eau naturels "protègent" l'eau sous-jacente, qui elle-même ne gèle pas et il continue donc d'héberger la vie.
Tout est encore très vrai et confirmé, mais aujourd'hui on sait que ce n'est pas toujours le cas: à très basse température une "compétition" est générée entre deux phases liquides distinctes, de densités différentes et dont la inconnue jusqu'alors est beaucoup plus "désordonnée", et la le passage entre les deux «eaux» constitue une réelle transition de phase (tout comme le passage du liquide au solide par exemple).
© Université de Rome La Sapienza
Les chercheurs ont mené l'étude à l'aide de simulateurs, en utilisant les modèles les plus modernes actuellement disponibles, démontrant qu'en dessous de la température de -180 Kelvin (environ -9 ° C) la densité du liquide commence à osciller entre deux valeurs: faible liquide densité et liquide haute densité .
«Comme la glace qui flotte sur l'eau - explique Francesco Sciortino, co-auteur de l'ouvrage - en dessous de 180 degrés Kelvin, l'eau à faible densité flotte au-dessus de l'eau à haute densité. Nous avons mis en évidence, avec des modèles assez précis, un point critique pour la transition liquide-liquide: la preuve théorique qui était nécessaire pour convaincre la communauté scientifique qu'il est possible d'avoir un système pur (un seul composant) avec plus d'une phase liquide ».
Les auteurs ont notamment résolu les équations de mouvement qui décrivent l'évolution du liquide 100 milliards de fois de suite, couvrant ainsi un intervalle de temps d'environ 100 microsecondes, observant la transition entre les deux phases liquides qui se produit en dizaines de microsecondes.
"Grâce à ce travail - conclut Sciortino - nous avons un modèle et des données numériques précises qui nous permettront à l'avenir d'observer la structure moléculaire à une échelle subnanométrique , de démontrer expérimentalement cette transition de phase et ainsi de rejeter les scénarios thermodynamiques qui se sont révélés insuffisants pour appréhender son existence".
Bref, maintenant des chiffres aux expériences. Et qui sait que ceux-ci ne nous en diront pas plus, nous donnant l'opportunité de regarder l' origine de la vie depuis une fenêtre plus «confortable».
La recherche a été publiée dans Science.
Sources de référence: Université de Rome La Sapienza / Science
